ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электрические нагревательные печи Трубчатые печи из "Техника физико-химического исследования Издание 3" Разъемные печи. Трубчатые печи квадратного, прямоугольного или овального сечения изготовляются так же, как и печи круглого сечения. Обмотка мол ет быть размещена непосредственно на обогреваемом объекте (на изолирующей подкладке из асбеста) или на изолированной трубке соответствующего сечения. Для температуры 500—600° такие трубки могут быть сделаны из железа, меди или жароупорной стали, что вообще очень благоприятствует равномерному распределению температуры внутри печи. При более высокой температуре приходится прибегать к асбесту—материалу, плохо проводящему тепло, но очень податливому и принимающему любую форму на шаблонах. [c.18] Для изготовления такой печи на шаблон, точно отвечающий по форме обогреваемому участку, накладывают тонкий (1—2 мм) слой размоченного асбеста. Проволоку требуемой длины разрезают пополам и из каждой половины наматывают на тонкой железной пластинке плоскую спираль (рис. 11, а). На какой-нибудь подходящей трубке спиралям придают желобообразную форму, после чего их снимают с пластинок, накладывают поверх асбеста на шаблон и закрепляют на нем, обматывая тонкими нитками. Нужно следить за тем, чтобы между спиралями оставался с каждой стороны промежуток в 5—7 мм (рис. 11, б). [c.18] Наибольшие трудности представляет укрепление обмотки на шарообразной поверхности кварцевых, фарфоровых или металлических колб здесь успех зависит от изобретательности экспериментатора. Следует широко пользоваться способом крепления обмотки на влажном асбесте нитками, которые затем выгорают при обжиге. При наслаивании новых порций асбеста на обмотку не мешает слегка смазывать нижние слои растворимым стеклом, так как после сушки возможны расслоение и сдвиг обмоток. Можно обтянуть поверхность кисеей и пришить к ней ниткой проволоку в соответствующих направлениях. Можно, наконец, свернуть из проволоки (особенно из толстой) плоскую архимедову спираль, прижать ее к шарообразной поверхности нитяной сеткой и расправить проволоку под сеткой при помощи шила, после чего сетку замазать асбестовой массой. [c.19] Распределение температуры в трубчатой печи. Распределение температуры в трубчатой печи зависит в значительной мере от особенностей конструкции. Чем длиннее центральная труба и чем меньше ее диаметр, тем больше зона равномерного нагрева. Печь с широкой и короткой трубой обладает значительной разностью температур между серединой и концами трубы. [c.19] Термопара, помещенная в печь около середины нагреваемого объекта, показывает температуру только в данной зоне, и за равномерный нагрев всего объекта поручиться нельзя. Рассчитывать на одинаковую температуру можно только на /з длины печи, да и то в узких трубках. Для нахождения зоны одинаковой температуры, так называемого плато , в трубчатую печь вводят термопару, которая может передвигаться вдоль оси трубы. Защитная фарфоровая трубка термопары снабжается карандашными отметками, позволяющими судить о положении спая внутри жаровой трубы. Печь должна иметь хороший терморегулятор. [c.19] Если температура поддерживается вручную, то кроме подвижной термопары в печь помещают еще одну, неподвижную, при помощи которой следят за постоянством температуры в одной из точек печи, регулируя силу тока реостатом. [c.20] Интервалы между соседними положениями подвижной термопары зависят от длины печи они тем меньше, чем короче труба печи. Фабричные печи обладают достаточной симметричностью распределения температуры по обе стороны от центра, и поэтому промеры могут быть сделаны только в одну сторону. [c.20] Кроме того, особенно при вертикальном монтаже печи, должна быть тщательно произведена герметизация всех щелей, так как конвекционные токи воздуха могут вызывать значительные местные охлаждения. [c.20] Защита обмоток печей от окисления. В заключение упомянем еще об одном виде трубчатых печей, иногда встречающихся в научно-исследовательских лабораториях. Это печи с обмоткой из молибденовой проволоки, рассчитанные при непродолжительной эксплуатации на температуру порядка 1500°. Так как при этой температуре молибден окисляется очень быстро, конструкция печи предусматривает создание вокруг обмотки атмосферы из паров метилового спирта. Печь снабжена массивным герметичным кожухом, в который при помощи капельницы подается по каплям метиловый спирт. [c.20] Одна из моделей такой печи представлена на рис. 12. В боковых фланцах этой печи имеются кольцевые каналы, служащие для подачи и отвода паров метилового спирта. Перед пуском печи устанавливают скорость подачи спирта (около 100 капель в минуту). Включают испаритель, находящийся на питательной трубке, а затем уже самую печь. Когда температура печи достигнет 600— 700°, пары спирта нужно зажечь у отверстия отводной трубки. Высота пламени должна быть около 3 см и может быть отрегулирована при помощи капельницы. Наличие пламени является гарантией того, что молибденовая обмотка находится в восстановительной атмосфере. Нагрев печи до 1450° должен продолжаться около 2 час. При остановке работы сначала выключают печь из сети и дают ей остыть до температуры ниже красного каления, после чего закрывают капельницу. [c.20] Я- Галахов описывает конструкцию микропечи для температур до 2000°. Спираль такой печи, состояш,ая из нескольких десятков витков вольфрамовой проволоки толщиною 0,4—0,6 укреплена вертикально на двух токопроводящих железных стойках. Стойки закреплены при помощи изолирующих втулок на массивном основании, через которое проходит патрубок для откачки воздуха. [c.21] Нагреваемый образец размером 3—4 мм подвешивается на ушке из вольфрамовой проволоки внутри спирали. Вся конструкция помещается в пирексовую широкогорлую круглодонную колбу емкостью 0,5 л. Откачка ведется высоковакуумной установкой с ртутными или паромасляными насосами до давления в 10 мм рт. ст. Спираль включается в сеть через лабораторный автотрансформатор ЛАТР скорость нагревания печи—2000° за 1—2 мин. Температура образца измеряется оптическим пирометром. [c.21] Несмотря на малые размеры этой печи (внутренний диаметр спирали всего 6—7 мм) она очень удобна, проста в изготовлении и допускает различные варианты конструкции. [c.21] Возможно конструирование небольших печей для очень высоких температур, тугоплавкая, но легко окисляющаяся обмотка которых помещается в восстановительную атмосферу (ток водорода или какого-либо инертного газа). [c.21] Довольно подробные чертежи таких печей имеются в книге Арндта (см. указатель рекомендуемой литературы). [c.22] Печи с открытой нагревательной обмоткой. Все описанные модели печей с нагревательной обмоткой обладают тем недостатком, что обмотка отделена от нагреваемого пространства стенкой, очень плохо проводящей тепло. Чтобы избежать этого, некоторые конструкторы помещают обмотку на внутренней стороне трубы в специальных канавках. Это позволяет получать в печах с платиновой обмоткой температуру до 1500° без значительного распыления проволоки. [c.22] Трубу из огнеупорного материала со спиральной канавкой, открытой внутрь обогреваемого пространства, можно изготовить следующим образом. На стеклянную трубку подходящего диаметра наматывают гладкую бечевку толщиной 1—1,5 мм концы бечевки закрепляют. По окончании наматывания трубку с бечевкой хорошо промазывают вазелином. [c.22] Приготовив тесто из равных количеств огнеупорной глины и шамотного порошка, тщательно обмазывают им трубку, наблюдая за тем, чтобы масса хорошо заполнила промежутки между витками бечевки. Общая толщина обмазки должна быть не менее 20 мм. Сушка производится сначала при комнатной температуре. Когда обмазка несколько подсохнет, освобождают концы бечевки и осторожно вытаскивают стеклянную трубку так, чтобы бечевка осталась в глине. Сушку продолжают и заканчивают при 120° в сушильном шкафу. Бечевку извлекают из канавки, наматывая ее на палочку, вставленную во внутрь глиняной трубы. [c.22] Поместить нагревательную обмотку в полученную канавку не так трудно, как это кажется на первый взгляд. Для этой цели конец нихромовой или платиновой проволоки закрепляют на трубке или палке несколько меньшего диаметра, чем внутренний диаметр глиняной трубы. Проволоку наматывают на трубку, соблюдая шаг, приблизительно равный шагу канавки. Трубку с намотанной проволокой вставляют во внутрь глиняной трубы и освобождают закрепленные концы. Вследствие упругости проволоки спираль увеличивается в диаметре и довольно легко укладывается в канавку. Изолировав печь снаружи, ее постепенно нагревают, обжигая таким образом глиняную трубу. [c.22] Вернуться к основной статье