Нагревание посредством электричества несравненно удобнее, нежели все остальные способы. Кроме того, в этом случае можно регулировать нагрев почти с любой степенью точности.
В лабораториях чаще всего пользуются электрическим нагреванием при помощи проволок сопротивления. Для обычных плиток и печей применяются проволоки из нихрома, фехраля или сплава №2; для более высоких температур — из платины, молибдена или вольфрама. Для достижения температур свыше 1000° употребляются индукционные и дуговые печи и печи с силитовыми (карборундовыми) и угольными (криптоловыми) нагревателями.
Плитки изготавливаются с открытыми и закрытыми спиралями, уложенными в желобках керамической плоской плитки. В электрических плитках второго типа спирали покрываются сверху слоем огнеупорной шамотной массы или цемента, предохраняющих спирали от действия различных корродирующих веществ. Плитки последнего типа удобны для использования при работах с легко воспламеняющимися веществами, но очень недолговечны и трудно поддаются ремонту. Оба типа электроплиток применяются для нагревания химических стаканов, конических колб и других сосудов с плоским дном, реже при перегонках из круглодонных колб. Для нагревания последних незаменимы плитки со сферической поверхностью, так называемые колбонагреватели (рис. 134).
Обычные плитки изготовляются мощностью в 400, 600 и 800 Вт. Регулировку нагрева можно осуществлять, помещая между дном колбы и плиткой куски асбестового картона или приключив к плитке реостат надлежащей мощности.
Электрические бани. Существуют воздушные, водяные, масляные и песчаные бани.
Простейшей конструкцией воздушной бани является плитка с открытой спиралью, снабженная металлическим кожухом, обложенным внутри слоем асбестового картона (рис. 135).
Изготовляются также воздушные бани с двойным обогревом — нижним и боковым. В качестве нагревателя для воздушной бани может быть также использована обыкновенная электрическая лампочка, вмонтированная в дно любого металлического или керамического сосуда надлежащей формы (рис. 136).
Наконец, в качестве заменителя воздушной бани может быть использована воронка для горячего фильтрования с электрическим обогревом.
Электрические водяные бани, в зависимости от назначения, изготовляют конической, цилиндрической и прямоугольно-продолговатой формы. Последние имеют обычно крышку с несколькими гнездами для одновременного нагревания нескольких небольших стаканов или колб. Бани снабжены электрическими нагревателями, расположенными обычно под дном сосуда и регулятором постоянного уровня воды.
Песчаные бани изготовляются двух типов: с плоской и сферической (рис. 137) поверхностями. Первые служат для нагревания химических стаканов и других сосудов с плоским дном. Вторые — для нагревания круглодонных колб. Электрический нагреватель устанавливается под дном бани.
Тигельные печи. Рабочее пространство тигельной печи изготовляется из шамота или фарфора и имеет форму вертикально поставленного тигля, по всей длине которого снаружи и на дне размещается нагреватель из нихромовой или платиновой проволоки. Кожух обычно изготовляется из листового железа и заполняется для улучшения теплоизоляции асбестовой мукой. В зависимости от размера рабочего пространства и максимальной температуры тигельные печи изготовляются мощностью от 300 до 2500 Вт. Основное назначение — прокаливание тиглей (рис. 138).
Муфельные печи (рис. 139) имеют форму полуцилиндра, изготовленного из огнеупорного шамота, установленного плоской стороной книзу. Отверстие печи закрывается крышкой из шамота. Печи с нихромовой намоткой позволяют достигать температуры до 800°, платиновый нагреватель дает до 1000°.
Регулировка температуры осуществляется посредством реостата, установленного в подставке печи. Муфельные печи обычного, среднего размера рассчитаны на мощность 790—2250 Вт. Печи большего размера — высотой 400 мм и глубиной 700 мм — потребляют до 20 кВт. Назначение первых — прокалка тиглей, сжигание и прокаливание минеральных осадков и других операций. Большие печи могут быть, кроме того, использованы в стеклодувных мастерских для закалки различных стеклянных изделий.
Трубчатые печи изготовляются различных размеров с различной максимальной температурой (рис. 140). Рабочей частью служит внутренняя трубка, расположенная на оси цилиндрического корпуса, наполненного теплоизоляционным материалом. Внутренняя трубка изготовляется из железа, фарфора, реже из шамота. Нагревание достигается посредством обмотки из нихрома или фехраля, нанесенной по всей длине трубки. Для достижения лучшей равномерности нагрева по всей длине рекомендуется применять дифференцированную обмотку, увеличивая число витков у концов трубки. Следует помнить, что печь, предназначенная для работы в горизонтальном положении, в вертикальном состоянии не будет давать равномерного нагрева по всей длине, и наоборот.
Для нагревания запаянных стеклянных трубок используются трубчатые печи с несколькими гнездами, установленными на одном каркасе (рис. 141).
При необходимости изготовления печей собственными силами следует руководствоваться расчетами, которые можно найти в специальной литературе.
Сушильные шкафы. Основное назначение — сушка посуды и высушивание различных веществ, снабжены обычно терморегуляторами, позволяющими регулировать достаточно точно температуру в пределах 50—220°.
Термостаты. Имеют широкое и разнообразное применение в лабораторной практике. Основное их назначение — поддержание точного температурного режима. Кроме обычных водяных и воздушных термостатов заводского изготовления, предназначенных для обычных целей, предложено большое число типов термостатов специального назначения. Они применяются при проведении различных физико-химических измерений (определение удельных весов, вязкости и т.д.), а также реакций, требующих точного соблюдения температурного режима.
Все они состоят из сосудов (чаще всего стеклянных), наполненных водой или маслом. Обогрев осуществляется посредством электрического нагревателя (или электрической лампочкой), помещенного непосредственно в жидкость. Для создания равномерности температуры жидкость перемешивается посредством мешалки, приводимой в движение электромотором. Для уменьшения теплоотдачи сосуд помещают в кожух, наполненный каким-либо теплоизоляционным материалом. Регулировка температуры достигается применением разнообразных систем терморегуляторов и реле. В тех случаях, когда требуется особая точность, можно воспользоваться специальными конструкциями.
Точность поддержания температурного режима может достигать до 0,01°.
Существуют термостаты и циркуляционного типа, предназначенные, например, для поддержания определенной температуры воды, необходимой при работе с рефрактометром Аббе и др.
Воронка для горячего фильтрования (рис. 142) представляет собой шамотный конус с отверстием внизу, в который вставляется обычная стеклянная воронка с бумажным фильтром. Конус помещен в железный кожух, наполненный теплоизоляционным материалом. Обогрев осуществляется электрической спиралью, обмотанной вокруг конуса. Регулировка нагрева может достигаться при помощи реостата.
Парообразователъ. Электрический нагреватель расположен под дном парообразователя и состоит обычно из двух секций. Наличие двух секций позволяет создавать три различных режима нагрева путем включения либо обеих секций параллельно, либо обеих последовательно, либо путем включения одной из них (рис. 143).
|
На правах рекламы |
|
Здесь могла бы быть Ваша реклама |
|
Copyright © 2005-2012 Xenoid v2.0
Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Химия: решение задач