在生命科學(xué)領(lǐng)域中,低溫恒溫水槽主要用于研究一些生命在不同環(huán)境溫度下的反應(yīng)和特性,。通過恒溫讓生物處于不同的生長環(huán)境下,觀察其生長規(guī)律和在特定溫度下的反應(yīng),;也可通過容器觀察細胞等微生物在低溫下的活數(shù)等實驗,。
目前恒溫水槽使用的介質(zhì)大致有酒精、水,、防凍液,、食用油、硅油,、汽缸油等,。水是廉價的的介質(zhì),作用范圍一般在5~95℃,,但不能覆蓋常用的0℃,,而較多恒溫水槽使用防凍液代替水。
根據(jù)有關(guān)研究,,凍液與水按1:1混合,,在-30℃時性能仍正常。槽的表面溫場與室溫及介質(zhì)蒸發(fā)量有關(guān),,常壓下純防凍液表面張力46.49mN/m(而純水表面張力0.728mN/m(20℃)),,防凍液與水合后會增加水表面張力,造成分子內(nèi)聚力增加,,從而使得蒸發(fā)量小于純水,,故其垂直溫場優(yōu)于純水,。此項性能對于射流結(jié)構(gòu)低溫恒溫水槽尤其明顯。
使用純水和防凍液(按水和防凍液1:1混合)的垂直溫場分別15mK和32mK,。當恒溫介質(zhì)蒸發(fā)量大時,,需要遮蓋槽面以改善垂直溫場。對擁有射流結(jié)構(gòu)的低溫恒溫水槽(98℃)進行相關(guān)實驗,。結(jié)果顯示:槽面有覆蓋場時,,垂直均勻性為12mK,波動性為8mK,;無覆蓋物時,,垂直均勻性為28mK,波動性為12mK,。由此可見,,無覆蓋物的影響相當可觀。
這在某些無法遮蓋槽面進行檢測工作的情況下需要注意:
在高溫時,,選擇蒸發(fā)量小的工作介質(zhì)可以減小此類影響,,低粘度硅油是一種選擇。使用低粘度硅油作介質(zhì)實驗,,結(jié)果顯示:在-30℃時,,垂直物均勻性為4mK,波動性為12mK,;在100℃,,垂直均勻性為2mK,,波動性為5mK,。
食用油也是一種廉價導(dǎo)熱介質(zhì),在100~200℃工作范圍得到廣泛使用,。但電熱絲通電后溫度很高,,食用油非常容易炭化,形成黏性大的顆粒,,纏繞在加熱絲上,,使其導(dǎo)熱性變差,降低槽溫穩(wěn)定性,。更重要的是降低了加熱絲之間絕緣電阻,,導(dǎo)致不安全。因此在100~300℃工作范圍建議使用硅油,,并周期更換,。
如果低溫恒溫水槽在溫度零下40℃到零下100℃,我們可以選擇工業(yè)純酒精,。