دمای کوره آزمایشگاهی

در آزمایشگاه‌ها، دما یکی از پارامترهای حیاتی برای انجام آزمایش‌ها و پژوهش‌هاست که می‌تواند تأثیر بسزایی بر نتایج و صحت آن‌ها داشته باشد. دمای آزمایشگاهی علاوه بر اثر بر نتایج آزمایشی، بر کیفیت و استحکام نمونه‌ها و مواد مورد بررسی نیز تأثیرگذار است.
دما در آزمایشگاه‌ها به عنوان یکی از متغیرهای کنترلی مهم مطرح می‌شود که معمولاً با دقت ویژه‌ای نظارت می‌شود. این نظارت ممکن است به صورت مستقیم و توسط دستگاه‌های دماسنج و کنترل‌کننده‌های دما صورت بگیرد.  لذا بحث دما در کوره آزمایشگاهی پارامتر بسیار مهم است و در گستره ی مختلفی قرار دارد بنابراین باید با دقت مورد بررسی قرار گیرد.

تعریف کوره آزمایشگاهی

کوره، دستگاهی است که برای گرمایش، خشک کردن و تغییر شکل مواد آزمایشگاهی استفاده می‌شود. این دستگاه از طریق اجزایی مانند مبدل حرارتی، مشعل، هواکش و دمنده هوا، گرمایش را ایجاد می‌کند. انرژی گرمایشی این دستگاه می‌تواند از طریق احتراق سوخت، گرمای القا شده و همچنین الکتریسیته تامین شود.
با توجه به نوع کوره، می‌توان از آن برای انجام آزمایش‌های مختلفی مانند تعیین میزان رطوبت، تعیین میزان سرعت احتراق، تعیین میزان کربن و سولفور، تعیین میزان قلیاییت و اسیدیته، تعیین میزان محتوای معدنی و غیره استفاده کرد.

اجزای کوره آزمایشگاهی

•    مشعل: برای ایجاد احتراق و تولید حرارت استفاده می‌شود.
•    مبدل حرارتی: برای جذب حرارت و انتقال آن به ماده آزمایشی استفاده می‌شود.
•    دریچه و هواکش: برای تنظیم جریان هوا و محافظت از احتراق سوخت استفاده می‌شوند.
•    دمنده هوا: برای جریان هوای تازه و تهویه‌ی مناسب در کوره استفاده می‌شود.
سوخت‌های کوره آزمایشگاهی
•    گاز
•    المنت‌های الکتریکی
•    نفت
•    کربن فعال

مشخصات کوره آزمایشگاهی

 کوره مورد نظر، از دو محفظه داخلی و خارجی تشکیل شده است. محفظه داخلی، محل قرارگیری مواد آزمایشی و محفظه خارجی، محل قرارگیری سیستم کنترل کوره است.
محفظه داخلی کوره، از لایه‌های عایق حرارتی با تحمل دمای ۱۴۳۰ درجه سانتیگراد تشکیل شده است. این عایق‌ها از اکسید شدن المنت‌های گرمایشی و نفوذ حرارت به محفظه خارجی جلوگیری می‌کنند.
در صورتی که دمای محفظه داخلی کوره به ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد برسد، دمای پشت عایق‌ها کمتر از ۶۰ درجه سانتیگراد خواهد بود. این نشان می‌دهد که عایق‌های کوره بسیار کارآمد و نفوذناپذیر هستند.
ابعاد داخلی کوره آزمایشگاهی ۱۰ لیتری به ترتیب ۲۰ سانتیمتر عرض، ۲۰ سانتیمتر ارتفاع و ۳۰ سانتیمتر عمق است. ابعاد خارجی کوره نیز به ترتیب ۵۰ سانتیمتر عرض، ۶۰ سانتیمتر ارتفاع و ۵۰ سانتیمتر عمق است.
برای آزمایشات حرارتی و تجزیه و تحلیل مواد، کوره‌ها با محدوده دمایی حدوداً ۰-۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد استفاده می‌شوند.
برای آزمایشاتی که نیاز به دمای بالاتری دارند مانند آتش‌زنی مواد فلزی، کوره‌هایی با محدوده دمایی بیشتر استفاده می‌شوند که می‌توانند به دماهای بالاتر، مثلاً ۱۲۰۰-۱۶۰۰ درجه سانتی‌گراد برسند.
در هر صورت، محدوده دمایی کوره آزمایشگاهی باید با نیازهای آزمایشات مورد استفاده در آزمایشگاه هماهنگ باشد تا بهترین نتایج به دست آید.

مشخصات کلی این کوره‌ها شامل:

•    ظرفیت: ظرفیت کوره‌ها متفاوت است، از کوره‌های کوچک مناسب برای آزمایشگاه‌های کوچک گرفته تا کوره‌های بزرگ صنعتی برای استفاده در مقیاس بزرگتر.

•    منبع گرما: برخی کوره‌ها از منابع گرمایی مختلفی مانند برق، گاز، یا مواد سوختی استفاده می‌کنند.

•    قابلیت کنترل دما و زمان: این دستگاه¬ها باید دارای سیستم‌های کنترل دما و زمان باشند که به کاربر این امکان را می‌دهد تا شرایط مورد نیاز برای آزمایش‌ها را تنظیم کند.

•    ساختار و مواد ساختاری: ساختار و مواد ساختاری کوره‌های آزمایشگاهی باید به گونه‌ای باشد که حرارت را به خوبی جذب و منتقل کنند و از ایمنی مناسب برخوردار باشند.

•    قابلیت اتصال به سیستم‌های کنترل و نظارت: برخی کوره‌ها دارای قابلیت اتصال به سیستم‌های کنترل و نظارت هستند که به اپراتور این امکان را می‌دهد تا فرآیند آزمایش را به طور دقیق تر کنترل کند.

عوامل تاثیرگذار بر دمای کوره 

عوامل متعددی می‌توانند بر دمای کوره آزمایشگاهی تأثیر بگذارند:
•     نوع کوره: ویژگی‌های فنی و ساختاری کوره از جمله جنس مواد ساخت، ضخامت دیواره‌ها، ویژگی‌های عایق حرارتی و سایر عوامل می‌توانند بر دمای کوره تأثیرگذار باشند.

•    قدرت و نوع سیستم گرمایشی: این شامل نوع و توان موتورها و المان‌های گرمایشی مانند المان‌های اسپیرال، کربن، یونیت‌های حرارتی و... می‌شود.

•    کنترل و نظارت: وجود سیستم‌های کنترل و نظارت دما می‌تواند تأثیر مهمی بر دقت و پایداری دمای کوره داشته باشد.

•    شرایط محیطی: عواملی مانند دما و رطوبت محیط اطراف کوره، تهویه مناسب، وجود تجهیزات جانبی مانند دماسنج‌ها و کالیبراسیون مناسب نیز بر دمای کوره تأثیر می‌گذارند.

•      وضعیت و تنظیمات نمونه‌ها: حجم، جرم، ویژگی‌های حرارتی و نوع نمونه‌های قرار داده شده در کوره نیز می‌توانند بر دمای آن تأثیرگذار باشند.

کاربرد کوره آزمایشگاهی

کوره‌های الکتریکی با دمای ۱۱۰۰ درجه و ۱۵۰۰ درجه دارای دامنه کاری بسیار وسیعی هستند و برای مصارف مختلفی استفاده می‌شوند.

در خلاصه، کاربردهای این دستگاه‌ها به شرح زیر است:

•    کوره الکتریکی ۱۱۰۰ درجه: استفاده در آزمایشگاه‌ها برای خاکسترگیری مواد.

•    کوره الکتریکی ۱۵۰۰ درجه: مورد استفاده قرار می‌گیرد برای خاکسترگیری مواد آلی و ذوب مواد در آزمایشگاه‌ها.

این دستگاه‌ها با عناوین مختلفی مانند کوره، کوره آزمایشگاهی، آون حرارتی، یا خاکستر گیر شناخته می‌شوند.

کوره‌های آزمایشگاهی نقش مهمی به عنوان دستگاه‌های گرمایشی و یکنواخت کننده دما در بسیاری از فعالیت‌های آزمایشگاهی دارند. این دستگاه‌ها قادر به گرم کردن نمونه‌ها، خشک کردن، پخت پلی‌آمید، پخت قالب، استریل کردن و بسیاری از فعالیت‌های دیگر هستند.
علاوه بر استفاده در آزمایشگاه‌ها، کوره‌ها در صنایع مختلفی مانند حمل و نقل، بهداشت و درمان، فناوری و مهندسی عمران نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. در صنایع حمل و نقل، این دستگاه‌ها برای گرم کردن نمونه‌های مختلف مانند سوخت و قطعات ترمز استفاده می‌شوند. در صنعت بهداشت و درمان، برای استریل کردن وسایل پزشکی از آن‌ها استفاده می‌شود.
در صنایع فناوری، کوره‌های آزمایشگاهی برای تولید موادی مانند پلی‌آمید و سایر پلاستیک‌ها به کار می‌روند. همچنین، در حوزه مهندسی عمران، این دستگاه‌ها برای خشک کردن نمونه‌های خاک، آسفالت، بتن و سنگ مورد استفاده قرار می‌گیرند.

نکات ایمنی کار با دستگاه کوره آزمایشگاهی

•    از ریختن آب یا مایعات به دستگاه اجتناب کنید.
•    اطمینان حاصل کنید که درب دستگاه به طور کامل بسته شده است، زیرا گرما به سرعت به بیرون منتقل میشود.
•    هرگز ظروف اشتعالزا را در داخل دستگاه قرار ندهید.
•    مطمئن شوید که کابل به سوکت با اتصال محکم و قوی متصل شده است، زیرا اتصال ناقص میتواند منجر به ذوب کابل، جرقهزدن و در نهایت آتشسوزی شود.

نحوه استفاده از کوره آزمایشگاهی

•    وسایل را بشویید و خشک کنید، سپس مرتب کنید.
•    کوره آزمایشگاهی را به منبع برق متصل کنید و صبر کنید تا گرم شود.
•    وسایل را داخل دستگاه قرار دهید و آن را استریل کنید.
•    بعد از زمان مقرر، اجازه دهید نمونه خنک شود.
•    تجهیزات استریل شده را از دستگاه خارج کرده و در مکان مناسب نگهداری کنید.
•    اتصال دستگاه به منبع برق را از یک سوکت انجام دهید. 
•    اگر فضای داخلی دستگاه خیس است، ابتدا آن را با یک پارچه نخی تمیز و خشک کنید.
•    حتماً درب دستگاه را ببندید و داخل دستگاه را خشک کنید.
•    هرگز دستگاه را قبل از خنک شدن باز نکنید، زیرا ظروف شیشهای ممکن است بشکنند.

نحوه نگهداری کوره های آزمایشگاهی

•    مطمئن شوید که تجهیزات توسط آزمایشگاههای مرجع استاندارد و کالیبره شده است.
•    از سیم زمین استفاده کنید تا از خطر شوک الکتریکی جلوگیری شود.
•    در صورت امکان، از تایمر دستگاه در هنگام استفاده از رابط و با توجه به برنامه استریلیزاسیون مورد نظر خود استفاده کنید تا از کارکرد غیر ضروری دستگاه جلوگیری شود.
•    دو یا چند شاخه را به یک پریز وصل نکنید تا از بار اضافی بر روی سیستم جلوگیری شود.
•    هنگام جدا کردن دوشاخه، هرگز سیم برق یا یو پی اس را جدا نکنید تا از از کار افتادن آن جلوگیری شود.
•    هنگام باز کردن درب، به در نزدیک نشوید تا از سوختگی احتمالی جلوگیری شود.
•    تغییرات سریع دما میتواند باعث ایجاد تنش در مواد شکننده شود که منجر به شکستگی یا حتی انفجار ظروف میشود. در صورت امکان، نمونهها را به سرعت در دمای بالا خاموش نکنید.
•    از دماسنجهای جیوهای برای اندازهگیری دما در اجاقهای آزمایشگاهی استفاده نکنید.

سخن آخر

دمای کوره آزمایشگاهی یکی از عوامل مهم در انجام آزمایش‌ها و فعالیت‌های آزمایشگاهی است. تنظیم دمای مناسب در کوره از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا دقت و صحت نتایج آزمایش‌ها به طور مستقیم به دمای صحیح کوره مرتبط است. در صورت عدم رعایت دمای مناسب، نتایج آزمایش‌ها ممکن است تحت تاثیر قرار گیرند و دقت آن‌ها کاهش یابد.
همچنین، نگهداری و کنترل دما در دستگاه نقش مهمی در ایمنی کاربران دارد. دمای ناپایدار یا نامناسب می‌تواند منجر به وقوع حوادث و حوادث ناخوشایندی گردد. بنابراین، توجه به نگهداری و کنترل دمای کوره آزمایشگاهی از اهمیت بالایی برخوردار است و باید با دقت و مراقبت به آن پرداخته شود. شرکت آرکا راد تجارت ARTECO با بیش از 14 سال سابقه¬ی درخشان عرضه کننده¬ی انواع کوره آزمایشگاهی ، نیمه صنعتی و صنعتی با یک سال گارانتی و ده سال خدمات پس از فروش می¬باشد.

سوالات متداول

1. چگونه دمای کوره آزمایشگاهی را تنظیم کنیم؟
   - معمولاً با کنترل‌های مناسب برای تنظیم دما می‌توان دمای مورد نظر را تنظیم کرد.

2. آیا دمای کوره آزمایشگاهی قابل کالیبره است؟
   - بله، بسیاری از کوره‌ها امکانات کالیبراسیون را دارند که به کاربران اجازه می‌دهند دقت دمایی دستگاه را بررسی و تنظیم کنند.

3. آیا می‌توان دمای کوره را برای هر نمونه‌ای تنظیم کرد؟
   - بله، بسیاری از دستگاه¬ها دارای توانایی تنظیم دمای مورد نیاز برای نمونه‌های مختلف هستند.

4. آیا دمای کوره برای هر نمونه یکسان است؟
   - خیر، دما بستگی به نوع و ویژگی‌های نمونه‌ها، فرآیند آزمایشی، و نوع کوره دارد.