水浴是使用水作為熱傳導(dǎo)介質(zhì)的熱浴方法。油浴就是使用油作為熱浴物質(zhì)的熱浴方法。金屬浴也是干浴是用一塊導(dǎo)熱率非常好的金屬替代傳統(tǒng)的液體作為導(dǎo)熱介質(zhì)進行加熱的方法。
(1)水浴介紹
水浴是使用水作為熱傳導(dǎo)介質(zhì)的熱浴方法。在標準大氣壓下,當水溫度達到100°C時即開始沸騰,因此使用水浴作為熱傳導(dǎo)介質(zhì)時溫度需低于100°C(建議設(shè)置溫度不高于70°C,防止底部接觸面溫度過高發(fā)生沸騰)。
(2)應(yīng)用方法
將需水浴的容器浸沒在盛有水的較大容器中,需水浴的容器不得與較大容器直接接觸,再將較大容器置于熱源上加熱,至適當溫度時停止加熱,待冷卻后取出水浴容器即可。
(3)注意事項
① 水的體積應(yīng)小于加熱容器的80%,防止加熱后水體積膨脹,溢出容器引發(fā)電器短路;
② 建議反應(yīng)浴的實際使用溫度小于70 ℃,防止水浴暴沸;
③ 加熱過程中形成大量水蒸汽,對水敏感的反應(yīng)不應(yīng)使用水浴加熱;
④ 水浴使用過程中,水蒸發(fā)較快,注意關(guān)注液體體積并及時補充。
(1)油浴介紹
油浴就是使用油作為熱浴物質(zhì)的熱浴方法。實驗室中,最長使用的油為高溫硅油,較少使用甘油、食用油、棉籽油等。
耐高溫硅油是一類重要的高分子有機硅材料,是實驗室常用的油浴材料。
硅油型導(dǎo)熱油與其他有機導(dǎo)熱油相比,,具有使用溫度范圍廣、壽命長、低溫流動性好、無味、無腐蝕及環(huán)境友好等優(yōu)勢, 越來越受到使用者的青睞。
目前常用的硅油型導(dǎo)熱油基本為甲基硅油和甲基苯基硅油。
(2)注意事項
① 油浴使用溫度應(yīng)小于安全溫度,過高溫度或引發(fā)煙霧甚至燃燒;
② 應(yīng)保持所用油浴清潔干燥,受污染后油液穩(wěn)定性將會降低;
③ 硅油等油體密度較小,泡水后水滴位于頁面下層,加熱或引起高溫液體噴濺;
④ 長時間使用,硅油容易聚合成膠狀,板結(jié)在底部;
⑤ 油液體積應(yīng)小于加熱容器的80%,防止加熱后油液體積膨脹,溢出容器。
(1)金屬浴介紹
金屬浴也是干浴是用一塊導(dǎo)熱率非常好的金屬替代傳統(tǒng)的液體作為導(dǎo)熱介質(zhì)進行加熱的方法。
傳統(tǒng)液體傳熱介質(zhì)存在① 控溫難度大、液體浴恒溫常需多次調(diào)整,且液體介質(zhì)要攪拌,若攪拌不均,則影響溫場均勻性,導(dǎo)致試驗結(jié)果不準;② 液體揮發(fā)及補液操作復(fù)雜,試驗中, 隨著蒸發(fā)和取出/放入反應(yīng)容器,液位也會變化, 因此要經(jīng)常補/放液,以維持液面位置;③ 部分浴液存在安全隱患。例如:醇類、油類液體揮發(fā)性強且易燃,易引起爆炸或火災(zāi)等等。
金屬浴加熱裝置由金屬鑄塊/金屬沙、保溫外殼、加熱系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)組成。
金屬鑄塊/金屬沙使用易導(dǎo)熱的金屬制成,能夠?qū)崿F(xiàn)快速精確升溫,通過挑選合適的金屬部件可以實現(xiàn)室溫至200℃以內(nèi)的加熱。金屬鑄塊/金屬沙留有溫度探孔,可插入溫度傳感器, 能對金屬浴爐體中間點溫度值進行監(jiān)測。
(2)注意事項
① 使用金屬鑄塊進行加熱時,應(yīng)選用配套設(shè)備使反應(yīng)器與鑄塊緊密貼合;
② 保持金屬鑄塊/金屬沙干燥清潔,避免在酸性及氧化環(huán)境中使用;
③ 充分使用隔熱手套等防護用具,防止高溫燙傷。
(1)空氣浴介紹
空氣浴就是使用熱源將局部的空氣進行加熱,空氣再把熱能傳導(dǎo)至反應(yīng)容器。
空氣浴可以實現(xiàn)室溫至250℃以內(nèi)的加熱??諝饧訜峋哂邪踩h(huán)保的優(yōu)點,但是空氣浴加熱往往熱傳導(dǎo)較慢,且溫度波動較大。
空氣浴加熱常用于大量溶劑的加熱蒸餾過程中,其中電熱套加熱裝置便是常用的空氣浴加熱裝置。
(2)注意事項
① 使用空氣浴加熱時應(yīng)注意防風保溫,避免劇烈空氣流動;
② 使用電熱套加熱裝置時應(yīng)保證裝置有效接地,防止電氣故;
③ 反應(yīng)裝置應(yīng)保持無水干燥,防止水份導(dǎo)致電器短路;
④ 使用空氣浴加熱過程中,保持反應(yīng)設(shè)備與加熱裝置保持合理間隙,防止局部過熱。
(1)沙浴介紹
沙浴就是使用沙石作為熱傳導(dǎo)介質(zhì)的熱浴方法,沙浴一般使用細海沙或黃沙。利用沙粒精細、均勻、熱穩(wěn)定性強的特點作為沙浴,其加熱溫度可高達350℃以上。
沙浴能夠克服水浴加熱溫度低;油浴加熱外溢或高溫易失火;空氣浴溫度波動大,對于小型反應(yīng)器不方便等缺點。而且沙浴所使用的海沙或河沙均是天然材料,極易獲取、成本低廉。沙浴操作方法與水浴基本相同,但由于沙比水、油的傳熱性差,因此使用沙浴加熱的容器應(yīng)半埋在沙中,其四周沙宜厚,底部沙宜薄。
(2)注意事項
① 使用沙浴前應(yīng)檢查加熱容器完整性,防止沙粒泄漏引發(fā)機械故障;
② 進行高溫加熱時應(yīng)選用新鮮干凈的沙粒,受污染后應(yīng)及時更換;
③ 沙浴熱傳導(dǎo)性較差,需加熱的容器內(nèi)液面應(yīng)低于沙子平面2厘米以下;
④ 加熱完成后沙浴降溫較慢,應(yīng)做適當警示,防止誤燙傷。