關于加熱型磁力攪拌器加熱問題的探討

加熱型磁力攪拌器主要應用于化學合成、分析化學和生命科學領域。對于加熱功能， 客戶往往比較關注的加熱速度、控制溫度過沖和維持溫度穩定性的能力，但加熱速度和 控制溫度過沖是一對不可調和的矛盾，尤其是在開放的環境中針對不同介質、不同體積 的應用，這對矛盾顯得更加難以平衡。為了能夠適應更多客戶不同應用的需求，該類產品生產商都采用了類似的折中的控制方法------允許di 一次達到目標溫度時有一定程度的溫度過沖，之后不再允許有任何大幅度溫度過沖，并且盡快形成只在目標溫 度附近非常小的震蕩（如圖 1 所示），這也必然導致了這類產品在同時追求加熱速度和 控制溫度過沖時，無法達到十分滿意的標準。

圖 1 溫度控制示意圖

針對大龍儀器的此類產品，我們分別利用水和硅油作為被加熱介質，在同一溫度條件下，進行加熱實驗，所得實驗結果如圖 2-4 所示。

圖 2

圖 3

圖 4

由實驗結果可以看出：

與水相比，同樣實驗條件下，使用硅油作為被加熱介質到達目標溫度所需的時間較短，過沖溫度較大，這是因為水的比熱容(4.2 x 103 J/Kg)大于硅油的比熱容(20℃時，硅油比熱容為 2.49 x 103 J/Kg)，在吸收相同熱量的情況下，比熱容較小的物質散熱慢，溫升較快，升溫幅度較大。

目標溫度分別設置在 40℃和 80℃的情況下，使用硅油作為加熱介質達到目標溫度所需時間差較小，而使用水作為加熱介質所需時間差較大，這是因為隨著溫度的升高，硅油的比熱容還會變小，當溫度達到 100℃，硅油的比熱容降低至 1.63 x 103 J/Kg)，而水的比熱容基本不變，相同加熱條件下，比熱容越小的被加熱介質，升溫越快。

同樣的實驗條件下，分別利用兩種體積的水和兩種體積的硅油作為加熱介質，體積越小，達到目標溫度所需時間越短，溫度過沖越大。

一般情況下，環境溫度、容器表面積/體積、被加熱介質比熱容、室內氣流大小、目標溫度與外環境溫差等都會對加熱速度、控制溫度過沖和維持溫度穩定性產生影響，因此，對于部分研究人員嚴格要求控制di 一次溫度過沖，建議用戶在應用中可以采用以下兩種方式：（1）待被加熱介質溫度穩定后放置樣品；（2）將加熱溫度設置為低于目標溫度約 10℃左右，待溫度穩定后，再將設置溫度逐漸調至所需的目標溫度值。

而對于另一部分研究人員要求快速達到目標溫度，并不計較di 一次溫度過沖時，建議用戶在應用中采用另外兩種方式：（1）在加熱過程中采用一些保溫措施，如加上蓋子等；（2）將設置溫度值設置高于目標值，待被加熱介質接近目標溫度時，降低設置 溫度到目標值。

另外，為了達到的熱傳遞效果，建議用戶：（1）盡量使用與儀器盤面尺寸大小相近的容器；（2）盡量保證容器底面與加熱盤面*貼合。