圖 1示出離心機腔體設定溫度 4℃工況下樣品試劑溫度在不同轉速下隨時間的變化關系, 圖 3示出
不同轉速下離心機腔體內置熱電偶實測溫度隨時間的變化。
從圖 1中可以看出, 隨著離心機運行時間的增加, 高轉速下樣本試劑溫度均呈上升趨勢。當轉速為2000r /mi n時,轉子內樣本試劑溫度在 30m i n內能夠始終維持在 4℃左右 , 達到保持試劑活性的要求。而當轉速為 10000r /m i n時, 試劑溫度隨時間的增加而上升并在 35m i n內未曾出現(xiàn)下降趨勢。
轉速為 13000r /m i n時 ,試劑溫度上升的趨勢更為明顯 , 與 4℃的偏差也越大 。試驗結果說明在相同的初始溫度下 ,轉速越高 ,試劑溫度上升趨勢越明顯 。
設定溫度 Ｔ=4℃時樣本試劑溫度隨時間變化
設定溫度 Ｔ=4℃時實測腔體溫度隨時間變化
為了分析造成轉子內試劑溫度上升的原因 ,考慮到轉子碳纖維材料的高熱阻性能 ,提出以下假設 :
( 1) 液態(tài)樣本試劑在試管中隨著轉子的高速旋轉本身也在試管內做高速運動產生熱量 ,造成試劑溫度上升 ;
( 2) 轉子外表面與空氣摩擦產生的熱量由通過轉子向內傳遞給試劑造成試劑溫度上升 。
從圖 2 中可以看出 ,腔體內實際溫度隨運行時間的增加呈周期性波動 。這是由該離心機的制冷系統(tǒng)壓縮機采用雙位啟?？刂品椒Q定的 ,轉速越高 ,空氣摩擦發(fā)熱量越大 ,壓縮啟停越頻繁 , 波動周期越短 。同時 ,隨著轉速的增加 ,腔體內實際溫度比控制溫度高 。在設定溫度為 4℃情況下 , 轉速為10000r /m i n時 ,腔體溫度在 3 ~ 8℃之間波動 , 平均值為 5. 5℃; 當轉速為 13000r /m i n時 ,腔體溫度在 4. 7 ~ 10. 6℃之間波動 ,平均值為 7. 1℃。分析控制溫度測量和試驗測量溫度偏差引起的原因 ,可能是由于控制溫度傳感器采用不銹鋼外殼的銅電阻 ,固定在不銹鋼的腔體內表面上 , 插入空氣中的長度不夠造成的 , 溫度傳感器不僅感受到腔體內的空氣溫度 ,而且也感受到腔體底部內表面的溫度 。
為了驗證試劑在離心機高速運轉過程中液態(tài)自身運動產生熱量導致溫度升高的假設 , 取 2支相同試管分別注入一定質量的液態(tài)水以及硅膠 , 待硅膠干燥變硬后和液態(tài)水一起預冷至 4℃, 進行液體試劑與固體硅膠溫度測定對比試驗 。試驗結果見圖 3所示可知 ,液態(tài)試劑與固體硅膠溫度上升趨勢基本一致 ,因此得知試劑溫度上升并不是由試劑液體自身運動產生熱量引起的 ,而是由轉子外表面的摩擦熱向轉子內部樣本試劑熱傳遞造成的 。
轉速為 13000r /mi n時 , 設定溫度 4℃時液體試劑與固體硅膠溫度隨時間變化
掃我聯(lián)系