Лабораторные нагревательные приборы
В статье рассмотрены газонагревательные приборы, нагревательные приборы на жидком топливе, электронагревательные приборы и правила работы с нагревательными приборами
Газонагревательные приборы
Газовая горел ка Бунзена (рис. 25) представляет собой металлическую трубку, укрепленную на подставке. Через боковой отросток, на который надета резиновая трубка, в горелку подают газ. Для сжигания газа необходим кислород воздуха, поэтому в нижней части трубки есть отверстия для поступления воздуха, которые закрывают и открывают с помощью железной муфты с отверстиями. Муфта вращается на трубке. Если отверстия трубки и муфты совпадают, то доступ воздуха свободный, если они не совпадают, воздух не поступает. Такую горелку зажигают следующим образом: закрывают доступ воздуху, открывают газовый кран и поджигают газ у выхода горелки. Если газ не загорается сразу, что указывает на излишнюю подачу воздуха, то ему надо дать выйти и зажечь горелку. Сначала пламя будет коптить. Регулируя поступление воздуха, можно добиться некоптящего пламени прозрачного голубоватого цвета.
Рис. 25. Газовая горелка Бунзена. 1 — отросток для подачи газа; 2 — отверстия для подачи воздуха; 3 — вращающаяся муфта для регулирования подачи воздуха.
Горелка Теклу (рис. 26) имеет трубку, расширяющуюся книзу в конус. В дне конуса имеются 4 отверстия: через одно из них (среднее) поступает газ, а 3 других служат для подачи воздуха и могут закрываться вращающимся диском. Если диск прижат снизу к конусу, то доступа воздуха нет. В этом положении следует зажигать горелку. В подставке, от которой отходит отросток для подачи газа из сети, имеется винт, с помощью которого можно регулировать подачу газа. При зажигании горелки следует открыть газовый кран, и поджечь у выхода из горелки газ, затем с помощью диска отрегулировать доступ воздуха, а с помощью винта – высоту пламени.
При неправильном пользовании газ сгорает внутри горелки, которая при этом сильно накаляется. Горение сопровождается специфическим «хрипящим» звуком. Горелку в этом случае нужно немедленно, погасить и дать ей полностью остыть. Лишь после этого ею можно снова пользоваться. За горелками необходим постоянный уход. Их нужно систематически разбирать и чистить, следя за тем, чтобы ничто не попадало внутрь горелки. Гасить газовые горелки нужно, перекрывая газовый кран. Регулировочный винт на горелке Теклу нужно использовать только для регулирования высоты пламени.
Необходимо помнить, что утечка газа весьма опасна, так как это может вызвать отравление. Смесь газа с воздухом, скопившаяся в помещении, чрезвычайно взрывоопасна. Надо внимательно следить за исправностью газовых приборов. В случае попадания газа помещения лаборатории следует тщательно проветрить, прежде чем применять открытое пламя или включать электроприборы или освещение.
Нагревательные приборы на жидком топливе
Спиртовая горелка (спиртовка) представляет собой небольшой стеклянный баллон, заполняемый денатури
рованным спиртом. В горло баллончика вставляют фитиль, сделанный из ниток или ватного жгута. Фитиль закрепляют в подвижном металлическом держателе, который свободно кладут на горло баллона. В баллоне с помощью воронки наливают спирт. Заправленную спиртовку хранят плотно закрытой притертым колпачком чтобы предотвратить испарение спирта с фитиля. При сжигании спиртовки нужно снять колпачок и поджечь фитиль спичкой или зажженной лучиной. При этом следует стараться не прикасаться к фитилю, так как можно сдвинуть держатель фитиля и пламя проскочит внутрь спиртовки, что вызовет сильную вспышку и разбрызгивание горящего спирта.
Нельзя поджигать спиртовку, наклоняя ее к другой, так как при этом может перелиться спирт и сдвинуться держатель фитиля. Нельзя дуть на пламя, чтобы погасить спиртовку. Для этого следует просто закрыть спиртовку колпачком.
Необходимо следить за тем, чтобы спиртовка не перегревалась. Это ведет к испарению спирта и опасности взрыва. Нельзя оставлять ее пустой, так как скапливающиеся пары спирта могут воспламениться и взорваться. Лучше использовать спиртовки с металлическим баллоном, который менее хрупкий и в случае перегрева не может лопнуть. Долго работать с одной спиртовкой нельзя, поэтому при длительном нагревании лучше пользоваться двумя спиртовками. Большим недостатком спиртовых горелок является то, что они дают пламя низкой температуры.
Электронагревательные приборы
Шнур любого электронагревательного прибора должен иметь хорошую изоляцию и надежную вилку. Включать прибор следует лишь в ту сеть, на напряжение которой рассчитан прибор.
Электроплитки могут быть с закрытой и открытой спиралью. Открытую спираль легко сменить при порче, но она неудобна тем, что на ней нельзя нагревать легковоспламеняющиеся вещества. Плитки с закрытой спиралью проще чистить, на них можно нагревать любые вещества и при разливе жидкости не происходит замыкания тока. Спираль у таких плиток закрыта керамикой или стальной крышкой, Они дают более равномерное нагревание. Плитки с керамикой нередко используют как песочные бани, насыпав на них песок. Электроплитки со стальными крышками часто бывают снабжены реостатами, позволяющими с помощью двух выключателей регулировать нагревание.
Сушильный шкаф (рис. 27) имеет камеру с дырчатыми полками. Стенки шкафа металлические, двойные, снаружи облицованы асбестом. Между стенками, а также в дне шкафа вмонтирована электроспираль. Температура в шкафу достигает 200°С. Регулируют температуру автоматически терморегулятором с сигнальной лампой или последовательно присоединенным реостатом, а контролируют по термометру, вставленному в специальное отверстие в потолке шкафа.
Рис. 27. Сушильный шкаф.
В вакуум-шкафу сушка происходит быстрее. Такой шкаф чаще имеет вид горизонтального цилиндра, который при помощи трубки соединяется с вакуум-насосом. В нем можно сушить вещества при более низкой температуре, чем в обычном сушильном шкафу. За разрежением в таком шкафу следят по вакуумметру, а за температурой – по термометру.
Муфельная печь представляет собой керамический резервуар (муфель) различной формы, часто в виде горизонтально расположенного полуцилиндра, у которого свод полукруглый, а под (дно) – плоский. Снаружи муфель обмотан проволокой и помещен в металлический корпус, выложенный изнутри теплоизоляционным материалом.
Муфель имеет керамическую дверцу с окошечком для наблюдений. Открытая дверца служит наружным продолжением анода муфеля. Обычно на нее ставят вынутые из муфеля тигли для остывания. Муфель рассчитан на температуру 800-1000-1200°С. Муфельная печь снабжена автоматическим терморегулятором.
Тигельная печь похожа на муфельную, но имеет меньшие размеры, так как она рассчитана только на сушку материала в тиглях. Загрузка тигельной печи производится сверху.
Очень часто в практике приходится нагревать вещества до невысоких температур, но длительно. Это удобнее всего производить на различных банях.
Бани бывают водяные (рис. 28), на которых можно получить температуру не выше 100°С. Водяная баня имеет вид медной или алюминиевой кастрюли, установленной на электрической плитке, с которой ее можно легко снять. Сверху баня закрывается рядом съемных колец разного диаметра, благодаря которым можно регулировать отверстие бани по величине помещаемого сосуда. Сбоку имеется водомерное стекло с воронкой, по которому следят за уровнем воды, через воронку доливают воду в баню при необходимости. За температурой воды наблюдают по термометру, хранящемуся отдельно. Его периодически опускают в баню для измерения температуры.
Рис. 28. Водяная баня с установленным внутри круглым штативом – стойкой для нагревания в бане пробирок
При нагревании в бане пробирок рекомендуется поставить в нее круглый штатив из пластмассы, соответствующий по диаметру бане. В нем пробирки будут стоять устойчиво. Баню заполняют водой наполовину или на 2/3. Посуда (за исключением пробирок) должна входить в баню на 1 см.
Воздушная баня служит для нагревания веществ с помощью горячего воздуха. По устройству она напоминает водяную баню, но не имеет дна и водомерного стекла. Воздушная баня установлена на электрической плитке.
Песочная баня допускает более сильное нагревание, чем первые два вида бань. Она представляет собой электрическую плитку с бортом, со спиралью, закрытой керамикой, на которую насыпают песок. Песок должен быть чистый, просеянный и прокаленный. Нагреваемый сосуд не должен касаться дна бани.
Масляная баня устроена так же, как и водяная, только заполняется минеральным маслом. В зависимости от сорта масла в ней допускается температура от 180 до 270°С. При более высокой температуре масло может вспыхнуть. Загоревшееся масло гасят, закрывая баню листом асбеста, который всегда должен быть под рукой. Если в бане греется прибор, который нельзя быстро вынуть, заготовленный лист асбеста можно разрезать на две половины, вырезать их по форме прибора и закрывать баню, надвигая листы асбеста с двух сторон. Нагревание при этом, разумеется, следует прекратить. Работать с масляной баней нужно под тягой. Ни в коем случае нельзя допускать попадания воды в масло.
Описанные приборы служат для нагревания веществ в различной посуде, поэтому важно знать, какую посуду, как и в чем можно греть.
Стеклянную посуду с плоским дном (круглые плоскодонные колбы, конические колбы Эрленмейера, химические стаканы и пр.) нельзя нагревать на открытом пламени или на электрической плитке с открытой спиралью.
Круглодонную посуду (пробирки, круглодонные колбы, реторты) можно греть на открытом пламени, не боясь их растрескивания. Такую посуду необходимо укреплять либо в держателе, либо в лапке штатива, поэтому нагревать ее на электрической плитке менее удобно, чем в пламени горелки или на банях.
Прежде чем производить интенсивный нагрев на открытом пламени, нужно обязательно прогреть все части нагреваемого сосуда. Для этого следует либо перемещать сосуд в пламени, чтобы нагревались разные его части, либо перемещать горелку.
Поскольку в любом случае не исключена возможность растрескивания сосуда, следует всячески избегать держать руки под сосудом при перемещении горелки. Газовую горелку нужно слегка наклонить, а спиртовую поставить на сетку и осторожно передвигать, держа сетку за уголок.
Фарфоровую посуду (выпарительные чашки, стаканы, тигли) можно нагревать на открытом пламени или на банях, а также в тигельных и муфельных печах. Реже применяют электрические плитки (для стакана). В тигельных и муфельных печах обычно нагревают тигли. Для нагревания фарфоровой чашки ее ставят либо на кольцо штатива соответствующего диаметра, либо на керамический треугольник. Кроме муфельных печей, тигли нагревают только на керамических треугольниках.
Некоторую посуду ни в коем случае нельзя нагревать, например склянки Тищенко и Вульфа, кристаллизаторы, чашки Петри и другую толстостенную стеклянную посуду. Нельзя также нагревать мерную посуду (она после нагревания теряет точность) и неградуированные цилиндры. Нельзя нагревать и фарфоровые ступки.
Термостат (рис. 29) – прибор, предназначенный для постоянного поддерживания определенной температуры. Чаще всего термостат устанавливают на температуру человеческого тела, т. е. на 37°С. В термостате выращивают на питательных средах культуры бактерий, с его помощью осуществляют ряд серологических и биохимических реакций.
Термостаты обогреваются электричеством или газом, но принцип их устройства одинаков. Термостат представляет собой камеру с двойными деревянными стенками (стенки могут быть пластмассовые или металлические). В толще наружной стенки прокладывают слой теплоизолирующего материала, плохо проводящего тепло (пробку, асбест, войлок). Между стенками термостата, в зависимости от конструкции, либо наливают воду, либо по трубкам циркулирует нагретый воздух, либо имеются спирали, по которым проходит электрический ток. Постоянство температуры в термостате и установку нового термостата на заданную температуру производят при помощи терморегулятора. Терморегулятор имеет наружный рычажок, передвигающийся вдоль делений. Установку проверяют по показателям контрольного термометра.
Типы обогревателей
Содержание
Содержание
Если тепла от батареи не хватает для того, чтобы дома было сохранялась комфортная температура, следует задуматься о покупке обогревателя. В этой статье мы расскажем об основных типах этих приборов и подходящих для них условиях использования.
Масляные обогреватели
Внутри металлического корпуса прибора находится электрическая спираль и минеральное масло. Спираль нагревает масло, которое затем передает тепло на корпус, обогревая помещение.
Такие обогреватели бывают двух типов:
•Панельные – с резервуаром для масла в виде плоской панели. Такие обогреватели более компактны и могут быть легко размещены вдоль стен.
•Секционные – с резервуаром из одинаковых секций с общим нагревательным элементом. Быстрее прогревают воздух за счет большей поверхности
Такие обогреватели достаточно дешевы и могут долгое время поддерживать оптимальную температуру и абсолютно бесшумны и почти не требуют ухода.
На сегодняшний день масляные обогреватели являются самым дешевым вариантом, как по своей фактической стоимости, так и по последующим платам за электричество – минеральное масло сохраняет тепло очень долго и не требует постоянной работы нагревательного элемента.
Множество доступных в продаже размеров позволит разместить правильно подобранный обогреватель практически в любом месте, например, под столом.
Недостатки:
Масляные обогреватели сравнительно медленно прогревают помещение. Поочередный прогрев масла, последующий нагрев воздуха и его распределение по площади занимают достаточно продолжительное время. Такие обогреватели плохо подойдут для больших комнат.
Хотя масляные обогреватели относительно безопасны, но следует помнить – снижение уровня масла по какой-либо причине (например, из-за механических повреждений корпуса) может привести к его закипанию и серьезным проблемам.
Прикасаться даже к остывшему маслу, пролившемуся из обогревателя нельзя – оно может вызвать раздражение кожи или ожоги.
Масляные обогреватели довольно медленно нагревают помещение. Процесс прогрева масла, передача его тепла воздуху, а затем распространение нагретого воздуха по помещению занимает значительный временной промежуток много. Большие комнаты очень плохо обогреваются компактными масляными обогревателями, если их не оставлять в рабочем состоянии на все время. При контакте с кожей пролившееся масло может вызвать значительный дискомфорт и даже серьезные повреждения – ожоги и раздражения.
Конвекторные обогреватели
Конвекторы смогут прогреть воздух в помещении примерно в два раза быстрее масляных. Нагрев воздуха происходит за счет равномерного и последовательного прогрева воздушных масс.
Как правило, такие приборы выключаются или переходят в фоновый режим работы по достижении заданной температуры и включаются снова, когда температура начинает понижаться.
Конвекторы могут работать не только от электропитания, но и на газу и горячей воде. Особого ухода приборы не требуют, их удобно вешать на стену или ставить на пол. К тому же можно не бояться за маленьких детей и домашних питомцев– обжечься о конвектор невозможно.
Недостатки:
Тепловентиляторы и тепловые пушки
Тепловентиляторы очень популярны на рынке из-за своей мобильности и небольшого веса. Такой прибор можно установить на любой поверхности, или прикрепить к стене. Нагреватели этого вида быстро создают комфортную температуру в небольшом помещении. Тепловентиляторы очень легкие и компактные, их можно взять с собой на дачу или же в офис.
Внутри прибора расположена раскаленная спираль, за которой расположен вентилятор, при помощи которого нагретый воздух и распространяется по комнате. Этот прибор крайне экономичен и не требует больших затрат мощности. Такие модели могут довольно сильно шуметь во время работы, а при долгом использовании, пересушивают воздух в помещении.
Тепловентиляторы нужно регулярно чистить от накопившейся пыли, так как при долгой работе устройства возникает специфический запах.
Инфракрасные обогреватели
Инфракрасные обогреватели преобразовывают электрическую энергию в излучение схожее с солнечным. Таким образом они прогревают не воздух, а поверхности в помещении, от которых тепло распространяется в окружающем пространстве. Температура нагрева нагревательного элемента гораздо выше чем у предыдущих типов.
Помещение прогретое ИК-обогревателем сохраняет тепло значительно дольше, чем то, в котором работают приборы другого типа.Еще один плюс таких устройств – количество кислорода в помещении не уменьшается и воздух не осушается, что позволяет избежать рисков для здоровья, связанных с этим фактором.
Такие обогреватели подразделяются на несколько типов: длинноволновые, средневолновые и коротковолновые.
Каждый из них предназначен для определенного типа помещений. Система обогрева рассчитывается индивидуально для каждого помещения. Учитывается общая площадь и высота потолков.
Такой прибор можно устанавливать не только в помещении, но и на открытом пространстве, к примеру, на веранде около дома. Большой популярностью инфракрасные обогреватели пользуются у молодых родителей, которые обустраивают спальню для ребенка.
Тепловые завесы
Тепловая завеса – специфический вид обогревателя, который особенно подойдет для магазинов, офисов или проходных помещений. Они помогут в случае если:
Тепловая завеса создает в дверном проеме воздушный барьер, который не позволит воздушным массам с улицы попадать в помещение. Это исключит скачки температуры и будет мешать насекомым проникать в помещение.Во время установки тепловой завесы нужно учитывать главный момент – этот прибор должен полностью перекрывать дверной проем (если она будет чуть длиннее – это хорошо).
Имеет значение и высота дверного проема. Чем он выше, тем больше должна быть скорость потока воздуха, выходящего из обогревателя.
Электрокамины
Обогреватели такого типа, кроме прикладной несут и функцию дополнительного декора. Существуют встраиваемые и отдельно стоящие электрокамины. Встраиваемые модели стоят дороже и требуют специальной установки, зато выглядят почти как настоящий очаг.
За несколько часов камин прогревает небольшое помещение. Такие обогреватели работают достаточно шумно, зато, с его помощью легко создаеть романтическую атмосферу зимнего вечера.
Как и какой тип электрического обогревателя выбрать для квартиры или дома
Если центральное, автономное отопление в Вашей квартире или газовое, печное и т.д. отопление в частном доме справляется со своей задачей на все 100%, то данная статья может заинтересовать Вас только как средство для «расширения кругозора». А вот если перед Вами остро стоят вопросы необходимости использования дополнительного источника тепла в холодное время года, и как выбрать обогреватель, то, надеюсь, данная статья окажется реально полезной.
Типов электрических бытовых обогревателей довольно много — начиная от простейших, используемых повсеместно и заканчивая «экзотическими». Различаются они по «виду» источника тепла, принципу нагрева, потребляемой мощности, исполнению, габаритам, цене и т.д. Поэтому в статье будут рассмотрены только основные типы электрических обогревателей, которые чаще всего используются «среднестатистическим» человеком, имеют «вменяемую» стоимость и могут использоваться в электрической бытовой сети. Так же будут отмечены плюсы и минусы для каждого из рассматриваемых типов электрических обогревателей.
1. Тепловентиляторы
Нагревательный элемент (чаще всего это обычная открытая спираль, но могут использоваться и трубчатый или керамический нагревательный элемент) повышает температуру воздуха, находящегося в непосредственной близости от нагревательного элемента. Затем нагретый, воздух при помощи вентилятора, который обдувает нагревательный элемент, распределяется по помещению. Таким образом, в режиме принудительной конвекции, с помощью вентилятора, происходит отвод от нагревательного элемента уже нагретого, теплого воздуха и поступление к нагревательному элементу холодного воздуха для последующего нагрева.
Средняя мощность обогревателя — 1500-2000 Вт. Средняя площадь обогрева — 12-25 квадратных метров.
Плюсы:
Минусы:
2. Масляные обогреватели
Нагревательный элемент, находящийся внутри герметичного корпуса обогревателя, который заполнен теплоносителем (чаще всего это минеральное масло), нагревает теплоноситель. Горячий теплоноситель циркулирует внутри герметичного металлического корпуса, нагревая сам корпус. Нагретый металлический корпус передает тепло воздуху, находящемуся в непосредственной близости от стенок радиатора. Теплый воздух путем естественной конвекции распространяется по обогреваемому помещению.
Средняя мощность обогревателя — 2000-2500 Вт. Средняя площадь обогрева — 20-25 квадратных метров.
Плюсы:
Минусы:
3. Конвекторы (конвекционные обогреватели)
Внутри металлической трубки конвектора находится нагревательный элемент. «Подача» холодного воздуха к нагревательному элементу и отток нагретого воздуха происходит в режиме естественной конвекции. Т.е. нагретый воздух поднимается вверх, вытесняя более холодный воздух. Холодный воздух опускается вниз, откуда естественным путем и направляется в конвектор для нагрева. Конвекторы могут быть как напольного исполнения (устанавливаются на ножках, имеющих колеса), так и настенного (непосредственное жесткое крепление на стене помещения).
Средняя мощность обогревателя — 1500-2500 Вт. Средняя площадь обогрева — 25-35 квадратных метров.
Плюсы:
Минусы:
4. Инфракрасные обогреватели (излучатели)
Под воздействием волн инфракрасного диапазона окружающие предметы, стены и т.д. нагреваются и передают тепло комнатному воздуху. ИК-обогреватели обычно жестко крепятся на стену или на потолок в обогреваемом помещении.
Средняя мощность обогревателя — 300-2000 Вт. Средняя площадь обогрева — 7-20 квадратных метров.
Плюсы:
Минусы:
Одним из магазинов бытовой техники был проведен эксперимент, который не претендует, конечно, на научный, но его результаты могут приблизительно оценить КПД разных типов электрических обогревателей. В комнате на один час устанавливались разные типы обогревателей одной мощности и производился замер температуры в комнате (рядом с обогревателем) в начале и в конце эксперимента. Полученная разница температур и является примерным показателем КПД разных типов электрических обогревателей.
Вот его результаты:
Самый маленький КПД оказался у тепловентиляторов. Средний КПД у масляных обогревателей. Самый высокий КПД, из вышеперечисленных обогревателей, у инфракрасных излучателей и конвекторов.
Выбрать и купить электрические обогреватели по вполне «демократичным» ценам можно здесь.
