การประยุกต์ใช้ถัง/อ่างน้ำหมุนเวียนอุณหภูมิคงที่อุณหภูมิต่ำในกระบวนการทดลอง

ถังน้ำหมุนเวียนอุณหภูมิคงที่อุณหภูมิต่ำเป็นอุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิที่นิยมใช้ในห้องปฏิบัติการ ส่วนใหญ่ใช้เพื่อจ่ายน้ำหล่อเย็นหมุนเวียนที่อุณหภูมิต่ำคงที่หรืออุณหภูมิจำเพาะ ถังน้ำหมุนเวียนนี้ถูกใช้อย่างแพร่หลายในหลากหลายสาขาการทดลอง เช่น เคมี ชีววิทยา วัสดุศาสตร์ และเภสัชกรรม และเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทดลองที่ต้องการการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำ เราจะอธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับหลักการพื้นฐาน สถานการณ์การใช้งานหลัก และข้อควรระวังในการใช้งานถังน้ำหมุนเวียนอุณหภูมิคงที่อุณหภูมิต่ำ
1. หลักการพื้นฐานของอ่างน้ำหมุนเวียนในห้องปฏิบัติการ:

หลักการสำคัญของอ่างน้ำในห้องปฏิบัติการคือการลดอุณหภูมิของน้ำผ่านระบบทำความเย็นและรักษาอุณหภูมิให้คงที่ตามอุณหภูมิที่ตั้งไว้ สารหล่อเย็นในอ่างจะถูกทำให้เย็นลงโดยชุดทำความเย็น จากนั้นสารหล่อเย็นอุณหภูมิต่ำจะถูกส่งไปยังอุปกรณ์ที่ต้องควบคุมอุณหภูมิผ่านปั๊มหมุนเวียน และหมุนเวียนอย่างต่อเนื่องเพื่อให้แน่ใจว่าระบบทั้งหมดยังคงเสถียรที่อุณหภูมิที่ตั้งไว้

อ่างน้ำหมุนเวียนในห้องปฏิบัติการทั่วไปมีส่วนประกอบหลักดังต่อไปนี้:

ระบบทำความเย็น :โดยทั่วไปประกอบด้วยคอมเพรสเซอร์ คอนเดนเซอร์ และเครื่องระเหย ใช้เพื่อลดอุณหภูมิของสารหล่อเย็น

ปั๊มหมุนเวียน:ขนส่งสารหล่อเย็นไปยังอุปกรณ์ทดลองและนำของเหลวที่เย็นแล้วกลับเข้าไปในถังน้ำอีกครั้งเพื่อให้เกิดการหมุนเวียน

ระบบควบคุมอุณหภูมิ:โดยใช้การควบคุมแบบ PID และเทคโนโลยีอื่นๆ เพื่อควบคุมอุณหภูมิภายในถังน้ำอย่างแม่นยำและรักษาสภาวะการทดลองให้เสถียร

อ่างล้างจานและท่อ:สารหล่อเย็นในอ่างล้างจานจะหมุนเวียนอย่างต่อเนื่องในระหว่างการทดลอง และท่อจะใช้เพื่อส่งสารหล่อเย็นไปยังอุปกรณ์ทดลองที่ต้องมีการควบคุมอุณหภูมิ

2. สถานการณ์การใช้งานหลักของถังน้ำหมุนเวียนอุณหภูมิคงที่อุณหภูมิต่ำ:
การระบายความร้อนอุปกรณ์อุณหภูมิสูง:

ในกระบวนการทดลองอุณหภูมิสูงบางประเภท เช่น เครื่องปฏิกรณ์ความร้อนหรือเครื่องระเหยแบบหมุน ถังน้ำหมุนเวียนอุณหภูมิคงที่อุณหภูมิต่ำสามารถทำให้อุปกรณ์เย็นลงได้อย่างรวดเร็ว ป้องกันไม่ให้อุณหภูมิที่มากเกินไปส่งผลต่อผลการทดลอง และยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์
เครื่องปฏิกรณ์เคมีระบายความร้อน:

ในปฏิกิริยาเคมี อุณหภูมิมีผลกระทบอย่างมากต่อปัจจัยต่างๆ เช่น อัตราการเกิดปฏิกิริยา ความจำเพาะ และผลผลิต ถังน้ำหมุนเวียนอุณหภูมิคงที่อุณหภูมิต่ำสามารถควบคุมอุณหภูมิของเครื่องปฏิกรณ์ได้อย่างแม่นยำ จึงสามารถควบคุมกระบวนการปฏิกิริยาเคมีได้อย่างแม่นยำ
สภาพแวดล้อมการเพาะปลูกที่อุณหภูมิต่ำ:

ในการทดลองทางชีววิทยา มักใช้ถังน้ำหมุนเวียนอุณหภูมิคงที่อุณหภูมิต่ำในการเพาะเลี้ยงที่อุณหภูมิต่ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเพาะเลี้ยงจุลินทรีย์หรือเซลล์ที่มีข้อกำหนดด้านอุณหภูมิที่เข้มงวด เพื่อให้แน่ใจว่าวัตถุทดลองจะเติบโตในอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุด และหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากความผันผวนของอุณหภูมิ
รองรับการควบคุมอุณหภูมิสำหรับเครื่องมือความแม่นยำ:

เครื่องมือวัดความแม่นยำบางชนิด เช่น กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน สเปกโตรมิเตอร์ ฯลฯ มักก่อให้เกิดความร้อนระหว่างการทำงาน ซึ่งส่งผลต่อเสถียรภาพของเครื่องมือ การใช้ถังน้ำหมุนเวียนอุณหภูมิคงที่อุณหภูมิต่ำเพื่อควบคุมอุณหภูมิ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงเสถียรภาพและความแม่นยำของเครื่องมือ
การทดสอบวัสดุและการวิจัยคุณสมบัติทางกายภาพ:

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน ค่าการนำความร้อน ความแข็งแรง และคุณสมบัติทางกายภาพอื่นๆ ของวัสดุมักสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับอุณหภูมิ ถังน้ำหมุนเวียนอุณหภูมิคงที่อุณหภูมิต่ำสามารถให้สภาวะอุณหภูมิในการทดสอบที่แตกต่างกัน ช่วยให้นักวิจัยศึกษาพฤติกรรมของวัสดุที่อุณหภูมิต่างๆ ได้

3. ข้อควรระวังในการใช้ถังน้ำหมุนเวียนอุณหภูมิคงที่อุณหภูมิต่ำ:
การเลือกใช้น้ำหล่อเย็น :

เลือกสารหล่อเย็นที่เหมาะสมตามข้อกำหนดของการทดลอง สารหล่อเย็นที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ น้ำบริสุทธิ์ สารละลายเอทิลีนไกลคอล เป็นต้น ควรทราบว่าความหนืด การนำความร้อน และการกัดกร่อนของวัสดุอุปกรณ์ของสารหล่อเย็นอาจส่งผลกระทบต่อการทดลอง
การบำรุงรักษาและทำความสะอาดตามปกติ:

ควรเปลี่ยนน้ำยาหล่อเย็นในอ่างล้างเป็นประจำเพื่อป้องกันสิ่งสกปรกสะสมและส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำความเย็น ขณะเดียวกัน คอนเดนเซอร์ ปั๊มหมุนเวียน และส่วนประกอบอื่นๆ ของอุปกรณ์ก็จำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบและบำรุงรักษาเป็นประจำ เพื่อให้มั่นใจว่าอุปกรณ์ทำงานได้ตามปกติ
การตั้งค่าควบคุมอุณหภูมิ:

เมื่อตั้งค่าอุณหภูมิ จำเป็นต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดการทดลองเพื่อหลีกเลี่ยงการเกินช่วงการควบคุมอุณหภูมิของอุปกรณ์ เพื่อป้องกันความเสียหายหรือความล้มเหลวในการทดลองของอุปกรณ์ นอกจากนี้ การทำความเย็นหรือทำความร้อนอย่างรวดเร็วอาจส่งผลเสียต่อการทดลองบางอย่าง และควรเลือกใช้เส้นโค้งการปรับอุณหภูมิที่นุ่มนวลที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
การดำเนินงานที่ปลอดภัย:
เมื่อใช้งานถังน้ำหมุนเวียนอุณหภูมิคงที่ที่อุณหภูมิต่ำ จำเป็นต้องหลีกเลี่ยงการสัมผัสโดยตรงกับสารหล่อเย็นอุณหภูมิต่ำเพื่อป้องกันอาการน้ำแข็งกัด ระหว่างการทดลอง ควรวางอุปกรณ์ในบริเวณที่มีการระบายอากาศที่ดี เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบจากอุณหภูมิสูงหรือแสงแดดโดยตรง
4. สรุป:

อ่างน้ำหมุนเวียนเทอร์โมสตัทในห้องปฏิบัติการมีบทบาทสำคัญในการทดลองสมัยใหม่ ช่วยรับประกันการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำและความเสถียรของการทดลอง ไม่ว่าจะเป็นปฏิกิริยาเคมีที่ทำให้เย็นลง การเพาะเลี้ยงตัวอย่างทางชีวภาพที่อุณหภูมิต่ำ หรือการควบคุมอุณหภูมิของเครื่องมือวัดความแม่นยำ ถังน้ำหมุนเวียนอุณหภูมิคงที่ที่อุณหภูมิต่ำสามารถตอบสนองความต้องการในการทดลองได้อย่างมีประสิทธิภาพและอำนวยความสะดวกให้กับงานวิจัย