GYW-1透光管式爐均溫場(chǎng)實(shí)驗(yàn)儀
(本設(shè)備需與溫度相關(guān)的設(shè)備配套使用）
材料的溫度是基本的物理量之一，并在各個(gè)領(lǐng)域，各種場(chǎng)合為科研與工程人員所關(guān)注。為在理工類(lèi)本科教育階段，讓學(xué)生對(duì)溫度場(chǎng)和材料的溫度特性等熱學(xué)相關(guān)知識(shí)有一個(gè)初步但全面的認(rèn)識(shí)與體會(huì)，設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)裝置作為材料的溫度特性和部分熱學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)性平臺(tái)。
很多物理實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的需要,要求能提供一種溫度動(dòng)態(tài)變化快、溫度場(chǎng)均勻、且能看得見(jiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的裝置.上海交通大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心制造的”透光管爐式爐”具有這些優(yōu)越性.它通過(guò)液相沉積工藝在透光玻管上鍍敷半導(dǎo)體電熱膜間接加熱管內(nèi)的空氣來(lái)實(shí)現(xiàn)升溫,由于電熱膜在玻管上處處均勻鍍敷,故其溫場(chǎng)可比通常的電熱絲管式爐更均勻.
空氣的熱量傳遞除通常的熱傳導(dǎo)外,更以對(duì)流為主要熱傳遞方式,傳熱速率相比其他絕緣導(dǎo)熱介質(zhì)如硅油、高純冷卻液、導(dǎo)熱硅脂等更高,在高溫情況下,熱輻射也在起作用.且由于空氣的比熱非常小,因此它的控溫性能以及溫場(chǎng)的均勻程度都要比用其他介質(zhì)加熱的效果更好;達(dá)到預(yù)期溫度需要的時(shí)間短.
采用直流電源供電方式加熱,杜絕了附加交變電磁場(chǎng)的出現(xiàn).此外, 玻管和透光導(dǎo)電膜是透明的,可以直接觀察管式爐里均勻溫場(chǎng)中所進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象,應(yīng)用方便,同時(shí)也為各學(xué)科中光與熱的相互作用的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了可能.
2透光管式爐均勻溫度場(chǎng)的獲得
采用在玻管外層上通過(guò)液相沉積工藝鍍敷半導(dǎo)體電熱膜。為達(dá)到良好的保溫效果，讓加熱玻管的熱擴(kuò)散邊界條件盡可能地確定下來(lái)，將加熱玻管套在另一根材質(zhì)相同Φ5.5cm的玻管內(nèi)，于二端將粗細(xì)二根玻管相互熔接而形成一個(gè)包裹于加熱玻管外層的空間，并將其空間作真空處理，理想的真空度應(yīng)達(dá)10E-2Pa數(shù)量級(jí)。
透光管式爐均勻溫度場(chǎng)是一種新的控溫手段，有非常好的實(shí)用性，輔以自動(dòng)控溫裝置，可廣泛發(fā)展應(yīng)用于物理、化學(xué)、生物、材料特性等與溫度相關(guān)的實(shí)驗(yàn)以及工業(yè)生產(chǎn)中。
本實(shí)驗(yàn)設(shè)備特點(diǎn):
1.管式爐形式，中央提供相當(dāng)均勻的溫場(chǎng)，兩側(cè)則為對(duì)稱恒定梯度變化溫場(chǎng)。在空氣介質(zhì)中，中央均溫場(chǎng)軸向＞9CM，溫度梯度＜0.3℃/ CM；中央均溫場(chǎng)徑向＞2 CM，溫度梯度＜0.3℃/ CM。
2.透明玻璃管設(shè)計(jì)，便于學(xué)生觀察。直觀地體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。同時(shí)也為各學(xué)科中光與熱的相互作用等內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了可能。
3.特別設(shè)計(jì)的控溫儀采用直流電源輸出供電，杜絕交變電磁場(chǎng)的出現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程無(wú)后顧之憂。提供多組四端，三端，二端樣品接法；靈活便利。
4.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)A-D轉(zhuǎn)換輸入計(jì)算機(jī)；采用LABVIEW開(kāi)放軟件；學(xué)生參與性強(qiáng)，數(shù)據(jù)處理方便(本項(xiàng)選配)。
主要技術(shù)參數(shù)
1.中央均溫場(chǎng)軸向＞9CM，溫度梯度＜0.3℃/ CM；中央均溫場(chǎng)徑向＞2 CM，溫度梯度＜0.3℃/ CM。
2.溫控范圍: 室溫～180℃可編程連續(xù)控溫, 控溫精度達(dá)0.1℃
3.透光管式爐軸向長(zhǎng)度27cm,內(nèi)徑Ф2.4cm,外部長(zhǎng)度:34cm.
4.在中央軸向8cm內(nèi)，溫度梯度≤0.1℃/cm。
5.加熱電功率:28W
