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二級注冊計量師考試專業(yè)實(shí)務(wù)案例分析
真空烘箱使用
1.真空箱里的溫度計讀數(shù)能代表真空箱空間的實(shí)際溫度嗎?
通常,我們看到的玻璃棒溫度計反映的讀數(shù),可以說這是當(dāng)時環(huán)境條件下的空氣溫度。那么,真空狀態(tài)下,我們看到放在真空室里的玻璃棒溫度計上也有讀數(shù),這是不是就可以說,這個溫度就是真空室里的溫度呢?這是不可以的。因?yàn)檎婵諣顟B(tài)下,已經(jīng)沒有空氣了,真空室里根本就不存在空氣溫度。玻璃棒溫度計只是感受到由于吸收了熱輻射而產(chǎn)生的溫度。而這種熱輻射被吸收的量,與玻璃棒溫度計材質(zhì)表面的粗糙程度及材質(zhì)對紅外線輻射的吸收、折射和透射能力等因數(shù)(熱工學(xué)術(shù)語“黑度”)有密切聯(lián)系。物體的黑度越接近1,吸收的輻射熱就越多,物體的溫度就越高。反之就低。而這時玻璃棒溫度計的讀數(shù)也僅僅只能代表玻璃棒溫度計自身吸收紅外線輻射熱后的溫度,決不能代表其它不同材質(zhì)不同表面狀態(tài)工件所吸收熱輻射后的實(shí)際溫度。
因此,請用戶在使用電熱真空干燥箱(真空狀態(tài)下)加熱時,可以參考真空室里玻璃棒溫度計的讀數(shù)并盡量積累和總結(jié)操作經(jīng)驗(yàn),以達(dá)到最佳效果。
2.電熱真空干燥箱的儀表讀數(shù)與真空室里的玻棒溫度計讀數(shù)差異很大,這是為什么?
由于不同用戶的各種不同被烘物體黑度不同,作為制造廠試圖用一種統(tǒng)一模式的輻射熱計量方式來覆蓋,不僅僅是技術(shù)上有一定的難度,更主要的是應(yīng)用面太窄。因此,以用戶可以接受的價格為出發(fā)點(diǎn),一般的電熱真空干燥箱都采用先加熱真空室壁面、再由壁面向工件進(jìn)行輻射加熱的方式。在這種方式下,控溫儀表的溫度傳感器可以布置在真空室外壁。傳感器可以同時接受對流、傳導(dǎo)、和輻射熱。而處于真空室里的玻璃棒溫度計只能接受輻射熱,更由于玻璃棒黑度不可能達(dá)到1,相當(dāng)一部分輻射熱被折射了,因此玻璃棒溫度計反映的溫度值就肯定低于儀表的溫度讀數(shù)。一般講,200℃工況時儀表的溫度讀數(shù)與玻璃棒溫度計的讀數(shù)兩者相差30℃以內(nèi)是正常的。2012年二級注冊計量師考試
3.電熱真空干燥箱為什么不設(shè)溫度均勻度參數(shù)?
一般的電熱(鼓風(fēng))干燥箱均設(shè)有溫度均勻度參數(shù):自然對流式的干燥箱為工作溫度上限乘3%,強(qiáng)制對流式的干燥箱為工作溫度上限乘2.5%。惟獨(dú)電熱真空干燥箱不設(shè)溫度均勻度參數(shù),這是為什么?
真空干燥箱內(nèi)依靠氣體分子運(yùn)動使工作室溫度達(dá)到均勻的可能性幾乎已經(jīng)沒有了。
因此,從概念上我們就不能再把通常電熱(鼓風(fēng))干燥箱所規(guī)定的溫度均勻度定義用到真空干燥箱上來。
在真空狀態(tài)下設(shè)這個指標(biāo)也是沒有意義的。熱輻射的量與距離的平方成反比。同一個物體,距離加熱壁20cm處所接受的輻射熱只是距離加熱壁10cm處的1/4。差異很大。這種現(xiàn)象與冬天曬太陽時,曬到太陽的一面很暖和,曬不到太陽的一面很冷是一個道理。由于真空干燥箱在結(jié)構(gòu)上很難做到使工作室三維空間內(nèi)的各點(diǎn)(園球面)輻射熱的均勻一致,同時也缺乏權(quán)威的評估方法,這有可能是電熱真空干燥箱標(biāo)準(zhǔn)中不設(shè)溫度均勻度參數(shù)的原因。
4.電熱真空干燥箱在真空狀態(tài)下怎樣控制加熱溫度為宜?
各種型號電熱真空干燥箱是根據(jù)用戶不同需要的共性要求進(jìn)行設(shè)計制造的,盡管控制方式、結(jié)構(gòu)和材料、造型各有千秋,但加熱的原理或方法是基本一致的。因此,用戶在初次使用時,建議先做一個應(yīng)用試驗(yàn),即記錄下所需加熱物體的表面狀態(tài)、物體的數(shù)量、安放位置、儀表和溫度計的讀數(shù)。待烘干結(jié)束再檢查烘干的效果,從中決定最佳的物品數(shù)量和儀表(或溫度計)的讀數(shù)。這樣做,可以收到事半功倍的效果。
5.電熱真空干燥箱為什么必須先抽真空再升溫加熱?
為什么必須先抽真空再升溫加熱,而不是先升溫加熱再抽真空呢?
1) 工件放入真空箱里抽真空是為了抽去工件材質(zhì)中可以抽去的氣體成分。如果先加熱工件,氣體遇熱就會膨脹。由于真空箱的密封性非常好,膨脹氣體所產(chǎn)生的巨大壓力有可能使觀察窗鋼化玻璃爆裂。這是一個潛在的危險。按先抽真空再升溫加熱的程序操作,就可以避免這種危險。
2) 如果按先升溫加熱再抽真空的程序操作,加熱的空氣被真空泵抽出去的時候,熱量必然會被帶到真空泵上去,從而導(dǎo)致真空泵溫升過高,有可能使真空泵效率下降。
3) 加熱后的氣體被導(dǎo)向真空壓力表,真空壓力表就會產(chǎn)生溫升。如果溫升超過了真空壓力表規(guī)定的使用溫度范圍,就可能使真空壓力表產(chǎn)生示值誤差。
正確的使用方法應(yīng)該先抽真空再升溫加熱。待達(dá)到了額定溫度后如發(fā)現(xiàn)真空度有所下降時再適當(dāng)加抽一下。這樣做對于延長設(shè)備的使用壽命是有利的。
6.電熱真空干燥箱的真空表讀數(shù)與真空度(Pa)該如何換算?
真空表讀數(shù)所反映的究竟是多少Pa。能不能用直觀的數(shù)字來顯示?
(1) 真空表上 “0”表示正一個大氣壓, “-0.1”表示絕對真空。真空表上的指示值不表示真空度的絕對值,只表示了真空度的相對值。
真空度的換算;根據(jù)本表的刻度示值范圍,真空度的絕對值與相對值可用下式換算:
P=1×105(1-δ/0.1) P - 真空度的絕對值(Pa)
δ- 真空表的刻度示值絕對值
例一:表的示值為O,則P=1×105(1-O/0.1)=1×105 Pa = 1個大氣壓
例二:表的示值為0.1,則P=1×105(1-0.1/0.1)= 0 Pa為絕對真空。
(絕對真空是不存在的)
例三:表的示值為0.08,則P=1×105(1-0.08/0.1)= 2×104 Pa
本產(chǎn)品的真空度指標(biāo)值為<267Pa,表示本產(chǎn)品在267Pa(表面示值約為0.0997,接近于-0.1)時的低真空度狀態(tài)下仍能保證正常工作。產(chǎn)品的真空度主要取決于配套真空泵的性能。
真空度計量單位換算如下:
0.1Mpa =1×105 Pa = 760mmHg = 1個大氣壓
1乇 = 1mmHg = 133.33Pa
2乇 = 0.00026666Mpa ≈267Pa
(2)真空表讀數(shù)可以用直觀的數(shù)字來顯示。但價格比較昂貴,一般適用于科研單位。用戶如有需求,本公司可以訂貨供應(yīng)。
7.電熱真空干燥箱不能代替普通電熱干燥箱使用?
為什么不能代替呢?因?yàn)椴话踩?/p>
電熱干燥箱底部開有新鮮空氣的補(bǔ)充孔,工作室的頂部開有換氣調(diào)節(jié)口,被加熱的氣體可以從換氣調(diào)節(jié)口自然排出工作室,工作室是一個不封閉的容器,因而只承受極微量的氣體壓差。
電熱真空干燥箱的工作室由于要承受負(fù)一個大氣壓力的作用,因而密封性相當(dāng)好,如果在不抽真空的情況下加熱,工作室內(nèi)膨脹的氣體有可能因脹破觀察窗鋼化玻璃或容器而產(chǎn)生爆炸事故。
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