6.1. Бани. Часть 1
Бани в зависимости от теплоносителя делят на жидкостные, жидкосолевые, жидкометаллические, воздушные, паровые, песочные и криптоловые. Бани применяют для нагрева стеклянных и фарфоровых сосудов, когда требуется создать вокруг надеваемого объекта более или менее равномерное температурное поле и избежать использования открытого пламени и раскаленной электрической спирали.
Рис. 110. Жидкостные бани: многоместная (а), одноместная (б) и пробирочная (в). Переносной (г) и пробирочный (д) регуляторы уровня
Жидкостные бани (рис. 110) бывают одно- и многоместными, как правило, с закрытым электрическим обогревом, с автоматическим регулированием уровня жидкости. Все многоместные жидкостные бани снабжают уровнемером 5 (рис. 110, а).
Для нагревания сосудов до 100 °С применяют водяные бани. Вода по сравнению с другими жидкостями обладает самой высокой теплопроводностью (уступает только ртути). Такай баня пригодна для нагревания при помощи электронагревателя 4 колб с перегоняемой жидкостью, кипящей при температуре не выше 80 °С. Уровень воды в бане не должен доходить 2 — 3 см до ее края. Нагреваемый сосуд может быть погружен в кипяшую воду, а может находиться и выше ее уровня. Например, стаканы обычно устанавливают на крышке бани. Вода в бане во время ее использования постоянно кипит. Поэтому баню снабжают регулятором постоянного уровня 1 (см. рис. 110, а), конструкция которого была предложена еще в 1890 г. Ферстером. Трубки 2 и 3 регулятора присоединяют при помощи резиновых шлангов соответственно к водопроводному крану и сливной раковине Напор воды регулируют водопроводным краном с таким расчетом, чтобы через трубку 3 вытекала тоненькая струнка воды Верхний срез трубки 3 определяет уровень воды в бале. Регулятором уровня воды в бане может служить трубка Истерфельда (рис. 110, г) или простая пробирка с сифоном (рис. 110. д).
В водяную баню можно превратить любой химический стакан (рис. 110, б, в). В устройстве типа в пробирки держатся в стакане на подставке с отверстиями.
Кроме воды в жидкостных банях применяют водные растворы некоторых солей, обладающих высокой теплопроводностью и позволяющих поддерживать в бане температуру от 105 до 140 °С (табл. 20).
Поверхность водных растворов солей защищают от появления кристаллической пленки, добавляя в баню 5 — 10 мл парафинового масла. Разумеется, что для поддержания постоянной температуры кипящего водного раствора соли следует сохранять ее исходную концентрацию, автоматически добавляя чистую воду до начального уровня при помощи регуляторов (см. рис. 110 а, г, д).
В качестве кипящей жидкости помимо водных растворов солей применяют смесь 400 г 85%-го раствора Н3РО4 и 100 г твердого (НРО3)4. Такая смесь остается прозрачной и устойчивой при нагревании до 250 °С. Однако водные растворы солей и фосфорных кислот вызывают сильную коррозию металлических бань; кроме того, при охлаждении бань наблюдается кристаллизация солей на стенках и крышке. Поэтому бани для солевых Растворов готовят либо из нержавеющей стали, либо из титана. Некоторые фирмы выпускают бани, изготовленные из фарфора с внутренними кварцевыми электронагревателями.
Теплоносителем жидкостных бань может быть глицерин в Температурном интервале от 60 до 180 °С. При температуре выше 200 °С глицерин начинает дымить и разлагаться с образовавшем акролеина, вызывающего слезотечение и кашель.
В интервале температур от 60 до 250 °С может быть использован бесцветный триэтиленгликоль Н[0(СН2)3(ОН) с температурой плавления -7,2 °С и кипения 287,4 °С.
Бани с парафиновым (вазелиновым) маслом можно нагревать только до температуры 150 °С. При длительном их использовании наблюдается осмоление, жидкость приобретает желто-коричневый цвет, становится вязкой, а при 200 °С начинает сильно дымить.
Для области температур от 100 до 250 °С широкое применение нашли масляные бани, в которых жидкостью’ являются высококипящие продукты перегонки нефти, например масло цилиндровое 52 («Вапор») или менее вязкое масло цилиндровое 24 («Вискозин»), температура воспламенения которых близка к 300 СС. Масло при контакте с воздухом начинает темнеть только выше 360 «С, и скорость его окисления с одновременным увеличением вязкости растет с дальнейшим повышением температуры. Одновременно возрастает и возможность внезапного воспламенения. В часто используемой масляной бане масло необходимо менять не реже одного раза в месяц.
Более устойчивым к нагреванию, чем минеральные масла, является трикрезилфосфат (СН3С6Н40)3Р, представляющий собой смесь изомеров с температурой кипения равной 191 °С при 14,7 Па и 235 °С при 933 Па. При атмосферном давлении трикрезилфосфат кипит около 410 °С с разложением. Он безопасен в пожарном отношении и может быть нагрет до 300 °С без заметного изменения свойств и цвета, но пары его ядовиты.
Лучшим теплоносителем для масляных бань является бесцветное силиконовое масло (смесь кремнийорганических соединений), выдерживающее длительное нагревание до 300 — 360 o C без заметного изменения цвета и вязкости, к тому же это масло не вызывает коррозии металлических бань.
Баню заполняют маслом до 1/2 объема, так как при нагревании масло расширяется и его избыток может перелиться через край и воспламениться. В масляных банях нужно непрерывно контролировать температуру. Постоянной температуры масло не имеет, и перегрев его также может вызвать воспламенение. При нагревании в масло не должны попадать вода и другие низкокипяшие жидкости. Уже от нескольких капель воды масло вспенивается и разбрызгивается.
Масляные бани следует использовать в вытяжном шкафу: пар масла вреден и имеет неприятный запах. Рядом с масляной баней всегда пало держать асбестовую ткань. Иногда при длительном нагреваний с предельно допустимой температурой масло в бане вспыхивает.
Чтобы погасить огонь, баню накрывают асбестовой тканью. Ни воду, ни песок для тушения горящего масла применять нельзя.
Уровень нагреваемого вещества в сосуде, помещенном в массную баню, должен совпадать с уровнем масла. При удалении сосуда из горячей бани его сначала держат над фарфоровой чашкой, чтобы масло могло стечь с его стенок, а затем кусочком фильтровальной бумаги снимают остатки масла и погружают для удаления последних масляных следов в ССl4.
Нагрев до температуры выше 350 °С практически не выдерживает ни одна жидкость в качестве теплоносителя. Поэтому для таких температур применяют бани с расплавами солей (жидкосолевые бани) и с расплавами металлов и их сплавов (жидкометаллические бани).
Жидкосолевые бани используют тогда, когда нельзя воспользоваться жидкостными банями. Для жидкосолевых бань чаще применяют три смеси солей: о) смесь ВаС12 (31%), СаС12 (48%) и NaCl (21%) с температурой плавления 430 °С и областью применения 580 — 700 °С; б) смесь ВаС12 (50%), КС1 (30%) и NaCl (20%), используемую в интервале температур 650 — 900 °С; в) смесь ВаС12 (50%) и NaCl (50%) для температурного интервала 750 — 900 °С.
Смеси из нитритов и нитратов калия и натрия использовать для жидкосолевых бань не рекомендуют из-за опасности мгновенного воспламенения и взрыва при перегревании и попадании органических веществ.
Стеклянный сосуд нельзя сразу помещать в жидкий расплав солей — он лопнет. Чтобы этого не случилось, нагревают твердую смесь солей и одновременно в ней проплавляют углубление, в которое и помещают сосуд. Через это углубление жидкий расплав, образующийся на дне бани, сможет, омывая сосуд, вытекать на поверхность твердой массы. Углубление проплавляют герметичным электронагревателем, способным развивать необходимую температуру. По окончании работы сосуд немедленно удаляют из жидкого расплава и только после этого отключают нагрев бани.
Жидкометаллические бани применяют в тех случаях, когда требуется постоянство высокой температуры и нагревание небольших сосудов. Высокая теплопроводность жидких металлов и их сплавов позволяет автоматически регулировать температуру в зоне нагрева сосуда с точностью ±0,01 °С без какого-либо перевешивания расплава.
Чтобы предупредить прилипание металла к стеклу, стенки сосуда покрывают графитом и соскабливают металл стальной пластинкой с еше горячего сосуда, а затем вытирают его насухо шерстяной тканью или кусочком сукна. Недостаток таких бань — высокая плотность расплавов, вызывающая выталкивание сосуда из его среды, и окисляемость поверхности расплава на воздухе. Кроме того, металлы при высокой температуре начинают испаряться, а пары некоторых из них (свинец, кадмий) крайне ядовиты. В табл. 21 приведены металлы и их сплавы, применяемые в жидкометаллических банях.
Песочные и криптоловые бани содержат в качестве теплоносителя либо сухой мелкозернистый песок, либо угольную крошку с размером частиц 0,5 — 3,0 мм (криптол). Такие бани имеют электрический или газовый обогрев. Они значительно безопасней масляных бань и позволяют поднимать температуру нагревания сосудов до 500 — 800 °С. (В криптоловых банях можно развивать температуру до 1500 «С, если создать инертную атмосферу.)
Перед применением в металлическую баню насыпают песок или криптол слоем около 2-3 см, ставят сосуд, подлежащий нагреванию, а затем еще добавляют песок или криптол, располагая их вокруг нагреваемого предмета. Рядом с ним помещают термопару для контроля за температурой. (Розе Валентин (1736 — 1771)- немецкий аптекарь, исследователь легкоплавких сплавов. Вуд Роберт Уильям (1898 — 1970) — американский физик.Ньютон Исаак (1643 — 1727) — гениальный английский физик, заложивший основы классической механики и оптики.)
Песочные бани, в отличие от криптоловых, прогревают неравномерно, и при работе с ними трудно поддерживать более или менее постоянную температуру. Недостаток криптоловых бань — постепенное выгорание угольной крошки с образованием СО и СО2; при этом остается зола, оплавляющая керамическую футеровку бани и защитные чехлы электронагревателей.
Источник статьи: http://www.himikatus.ru/art/htlab/61bani1.php
Бани лабораторные IKA
Бани лабораторные без циркуляции
Бани лабораторные водяные
Бани лабораторные масляные
Бани лабораторные песочные
Бани лабораторные циркуляционные
Бани лабораторные циркуляционные с охлаждением
Преимущества сотрудничества с «АВТех»
Лабораторная баня — это оборудование, предназначенное для проведения процедуры нагревания стеклянных, фарфоровых и др. сосудов с применением промежуточного теплоносителя при атмосферном давлении.
Лабораторные бани применяют для нагрева различных сосудов, когда требуется создать вокруг нагреваемого объекта более или менее равномерное температурное поле. Также бани применяются для чтобы избежать использования открытого пламени и прямого контакта нагреваемого сосуда с электронагревателем.
Лабораторная баня также может применяться в качестве термостатического оборудования.
Виды лабораторных бань
Лабораторные бани делятся по используемому типу теплоносителя. Согласно этому принципу, бани лабораторные можно классифицировать на бани с жидким теплоносителем (жидкостные), бани с твердым теплоносителем, жидкосолевые, жидкометаллические, воздушные и паровые.
· Бани с применением других жидких теплоносителей
— Бани с твердым теплоносителем
· Криптоловые бани (криптол — угольная крошка с размером частиц 0,5 — 3,0 мм.)
Бани с жидким теплоносителем
Самый распространенный вид бань – это бани с жидким теплоносителем. Основное преимущество бань с жидким теплоносителем, работающих в режиме кипения теплоносителя, заключается в точности поддержания температурного режима без использования специальных схем управления электронагревателем. Это обусловлено постоянной температурой кипения теплоносителя в нормальных условиях (например, для водяной бани эта температура равна 100 °C при нормальном атмосферном давлении) . Для получения других температур применяют другие теплоносители, отличающиеся температурами кипения.
Если для работы необходима температура, ниже температуры кипения теплоносителя, лабораторные бани должны быть оснащены регулятором, который позволяет оперативно менять температуру электрического нагревателя, изменяя температуру теплоносителя. В современных банях используют как простые реостаты, так и сложные микропроцессорные системы управления, использующие пропорционально-интегрально-дифференцирующие (ПИД) регуляторы — устройства с обратной связью в управляющем контуре. Такие системы автоматического управления применяются для формирования управляющего сигнала с целью получения необходимой точности установки температуры.
Жидкостные бани бывают одно- и многоместными, как правило, с закрытым электрическим обогревом и с автоматическим регулированием уровня жидкости. Все многоместные жидкостные бани снабжают уровнемером.
Жидкостные бани могут быть оснащены циркуляторами, обеспечивающим перемешивание жидкости. Циркуляторы могут быть как всторенные, так и внешние.
Водяные лабораторные бани (вода: до + 100 °C; водный раствор солей: до + 140 °C)
Водяная баня – самый простой и распространенный вид бань, применяющийся как в лаборатории, промышленности, так и в быту. Водяные бани применяются для нагрева сосудов от 0 до +100 °C. Применение водяных бань удобно, когда требуется температура нагрева сосудов равная + 100 °C, так как при кипении воды при атмосферном давлении при нормальных условиях ограничивается + 100 °C. Вода по сравнению с другими жидкостями обладает самой высокой теплопроводностью (уступает только ртути), что позволяет получить равномерный нагрев. В лаборатории электрические водяные бани применяются для нагрева и перегонки легковоспламеняющихся веществ, обеспечивая безопасность работы.
При необходимости границы температурного диапазона водяной бани можно расширить, добавляя в воду различные соли. Водные растворы некоторых солей, обладают высокой теплопроводностью и позволяют поддерживать в бане температуру от до +140°C:
Температуры водных растворов солей при атмосферном давлении.*
Концентрация соли (в %) при температуре кипения
Источник статьи: http://www.awt.ru/catalog/laboratornye-bani/ika/
Масляные бани IKA
• Цилиндрическая форма
• Нагревательные элементы расположены внизу корпуса бани
• В качестве жидкости для теплопередачи можно использовать масло с низкой вязкостью (50 мПа) или воду
• Полезный объем 4 литра
• Мощность нагрева 1000 Вт
Корпус лабораторной бани изготавливается, как правило, из нержавеющей стали, т. к. этот материал является прочным и надежным, гарантирует длительный срок эксплуатации, а также защищает от коррозии.
Принцип действия масляной бани заключается в следующем. С помощью элемента нагрева происходит повышение температуры воды или масла. При этом, происходит подогрев веществ, находящихся в колбах, пробирках, стаканах или выпарительных чашках, до необходимой температуры, после чего начинает происходить реакция.
Все разновидности лабораторных бань предназначены для проведения различных фармацевтических, химических или биологических исследований, при которых происходит нагревание образцов различных материалов и веществ до температуры, которая может подниматься до 100 °С в лабораторных условиях. На практике обычно применяются два вида лабораторных бань:
• водяная, в которой рабочая поверхность — пар или вода;
• песчаная, в ней рабочая поверхность — нагретый песок;
• комбинированная, в которой может сочетаться и водяная, и песчаная бани;
• масляная, на основе специальных масел.
Масляная баня используется для выпаривания, высушивания, нагревания, экстракции и многих других операций с целью термической обработки проб.
В зависимости от типа проводимого исследования, в исследовательских лабораториях могут находиться несколько устройств для нагрева, что позволит выполнить более углубленный и качественный анализ вещества.
Данное оборудование позволяет обеспечить равномерное прогревание посуды, в которой содержится образец для испытаний. Все модели бань снабжены механизмом переключения температурных режимов нагреваемых веществ.
Описываемые устройства нашли широкое применение в научно — исследовательских и экспериментальных лабораториях во всем мире. Подходящий вид масляной бани можно выбрать на нашем сайте. В отличие от иных нагревательных устройств, масляная баня может обеспечить равномерный прогрев абсолютно всех слоев исследуемого вещества одновременно.
Источник статьи: http://kreatorlab.ru/catalog/laboratornoe-oborudovanie/maslyanye-bani/maslyanye-bani-ika-/
