ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Предисловие к третьему изданию из "Техника физико-химического исследования Издание 3" Второе издание книги было выпущено в 1948 г. и, как показывают отзывы, в общем одобрительно встречено читателями. В настоящем третьем издании полностью сохранен общий план книги, содержание же разделов дополнено новыми данными, изъяты устаревшие сведения и заново проверен весь цифровой материал. Сведения о нагревании в вакууме и индукционных печах значительно расширены и выделены в самостоятельный раздел. Более подробно разобраны различные типы реле, фотосопротивлений и выпрямителей. В соответствии с пожеланиями читателей и рецензентов значительно пополнены списки рекомендуемой литературы и несколько увеличено число рисунков и таблиц. [c.6] При физико-химических исследованиях, связанных с применением высоких температур, довольно редко пользуются специально сконструированной для каждого отдельного случая нагревательной аппаратурой. Чаще всего экспериментатор старается придать приборам форму, позволяющую легко помещать их в габариты продажных нагревательных приспособлений. Однако максимальное использование типовой аппаратуры ценно лишь в том случае, если это не усложняет опыта и не заставляет экспериментатора далеко отклониться от заранее намеченной рациональной конструкции. В ряде случаев гораздо лучше заказать или даже сделать самому приспособление, пусть грубоватое с виду, но зато удовлетворяющее основным требованиям экспериментатора. [c.7] Наибольшей популярностью в научно-исследовательских лабораториях пользуются электрические трубчатые, муфельные и тигельные печи сопротивления. Криптоловые, дуговые, индукционные и другие печи специального назначения встречаются в рядовых лабораториях значительно реже о замене их при необходимости несложными в изготовлении приборами будет сказано ниже. [c.7] В случае необходимости горизонтальную печь можно установить вертикально, пользуясь очень простыми приемами, изображенными на рис. 2. [c.8] Печи описанного типа снабжаются фабричными паспортами, в которых указана максимально допустимая сила тока и максимальная температура нагрева. [c.8] Печи с проволочной обмоткой обычно бывают выполнены следующим образом. На концах фарфоровой трубы намотаны два кольца из толстой платиновой проволоки, от которых идут одновременно 6—8 параллельных обмоток (как в многоходовых винтах) из более тонкой проволоки. Это и позволяет значительно нагружать печь. В случае перегорания одной или нескольких параллельных обмоток печь выходит из строя не сразу. Сначала она начинает потреблять меньше энергии вследствие возросшего сопротивления в этом случае обычно выводят реостат. Температура снова повышается, но при этом от сильного перегрева перегорает еще несколько обмоток. Сопротивление печи возрастает настолько, что выведением реостата уже не удается дрбитьая дальнейшего повышения температуры. [c.8] Выбор реостатов для нечей. Печи включаются в сеть последовательно с реостатом. Для мощных печей совершенно необходим отдельный щиток с предохранителями, рубильником и амперметром. [c.9] Некоторое затруднение для начинающего экспериментатора Тпредставляет выбор реостата. Часто для печей, потребляющих до трех десятков ампер, устанавливают недостаточно мощный реостат, который при этом может накалиться докрасна и даже сгореть. Нужно помнить, что сопротивление и допускаемая нагрузка реостата, обозначаемые обычно в паспорте прибора, должны быть того же порядка, что и сопротивление и нагрузка печи в холодном состоянии. Еще лучше, если сопротивление реостата в 2—3 раза превышает сопротивление холодной печи. [c.9] Это удлиняет срок службы прибора. В противном случае в цепь печи приходится включать параллельно несколько маломощных реостатов и во время регулировки следить за одновременным перемещением их движков. Схе ма такого включения представлена на рис. 3, а. [c.9] Для более тонкой регулировки включают параллельно еще один реостат, который должен обладать сопротивлением в 10— 20 раз большим, чем все остальные вместе. Тогда даже при значительных перемещениях его движка регулировка будет очень плавной. Если применяют последовательное включение реостатов, то реостат для плавной регулировки должен быть выполнен из более толстой проволоки (рис. 3, б). [c.9] Порядок включения мощных печей. Мощные печи никогда не включают в сеть сразу, а вводят все сопротивление реостата и повышают температуру печи постепенно так, чтобы в течение не менее одного часа печь нагрелась примерно до 400°. После этого можно в течение следующего часа без опасения вывести реостат и довести печь до требуемой температуры. Таким приемом предупреждаются резкие скачки температуры, приводящие (вследствие плохой теплопроводности фарфора) к местным перегревам и разрушению трубы печи. Выключение можно производить сразу, вводя реостат и выключая рубильник, так как остывание большой массы идет настолько медленно, что всякая опасность растрескивания трубы исключена. [c.10] Напомним, что нагрев печей должен производиться переменным током, так как постоянный ток вызывает электролиз материала раскаленной трубы вследствие разности потенциалов между витками обмотки, что приводит к разрушению проволоки. [c.10] Ремонт трубчатых печей. Печь выходит из строя, если перегорела ее обмотка или треснула внутренняя труба, хотя в последнем случае при осторожном обращении со всей установкой, особенно при вертикальном монтаже, печь может работать еще длительное время. [c.10] Для контроля состояния обмотки периодически просматривают внутреннюю поверхность трубы раскаленной печи. В местах, где обмотка стала тоньше, aблюдaют я местные перегревы, дающие более светлые пятна на общем фоне раскаленной трубы. [c.10] Клеммы 4 (рис. 1)—одно из слабых мест конструкции, особенно в мощных печах, где сила тока достигает 20—30 а. Клеммы на фарфоре часто лопаются или у них окисляются и застревают зажимные винты в клеммах на слюдяных шайбах расшатывается центральный болт и выкрашивается слюда. В этих случаях можно заменить клеммы соединительными муфтами. [c.11] При ремонте нагревательной обмотки прежде всего нужно вынуть из печи фарфоровую трубу. Чтобы не повредить при этом обмотку, поступают следующим образом. В трубу печи вставляют деревянную или стеклянную палку в 2,5 раза длиннее трубы (рис. 5). Концы палки закрепляют в зажимах двух штативов, установленных по торцам печи, так, чтобы труба была подвешена на палке. После этого отвинчивают гайки, прижимающие асбестовые и керамиковые шайбы, освобождают выводы концов обмотки от клемм и сдвигают все шайбы к концам вспомогательной палки. Выводы концов обмотки загибают внутрь трубы и осторожно сдвигают кожух печи на свободный участок палки. Освободив таким образом трубу, ищут место разрыва обмотки. [c.11] Гораздо красивее получается шов внакладку при сварке на газовом пламени. На гладкой наковальне укрепляют концы фольги при помощи небольших грузиков и подложенных кусочков картона так, чтобы фольга отстояла от поверхности наковальни на 1—0,5 мм. В место сварки направляют тонкое острое пламя ручной паяльной горелки. По раскалившемуся добела участку наносят легкий удар острым концом ювелирного молотка или толстого, несколько затупленного гвоздя. Металл сваривается в этой точке. Водя пламенем по шву и ударяя молотком сквозь пламя, можно очень хорошо сварить шов во многих точках. Временами нужно приподнимать ножом фольгу от наковальни, иначе разогревание будет недостаточным. Этим же способом можно с успехом вварить куски фольги, не снимая с печи обмотку и пользуясь фарфоровой трубой печи в качестве наковальни, конечно, с большой осторожностью. Место сварки получается гладким и заплаты почти незаметны на глаз. [c.12] Сборку отремонтированной печи производят в обратном порядке. После ремонта печь испытывают при нагрузке, пониженной в два раза против нормальной, и обязательно при постоянном контроле равномерности нагрева внутренней поверхности трубы. При ремонте мелких печей значительно проще сменить всю обмотку, чем вваривать недостающие витки. [c.12] Конструирование трубчатых печей и расчет нагревательной обмотки, в некоторых случаях применение печей специального назначения и формы облегчает в дальнейшем весь эксперимент. [c.12] Проволоку наматывают по слегка влажному асбесту, причем в начале и в конце обмотки 3—4 витка наматывают вплотную с выводом петли, которая и будет служить подводящим проводником (рис. 7, а). Шаг обмотки принимают в 2—3 мм. При тугой намотке проволока немного врезается во влажный асбест и потом держится очень прочно. Если асбест eme слишком сырой, то проволока может прорезать его насквозь и вызвать растрескивание стекла при накаливании. Концы обмотки при использовании труб большого сечения можно вывести через маленькие фарфоровые ролики или втулочки, привязанные проволокой к трубе, как это показано на рис. 7, б. [c.13] Вернуться к основной статье