恒溫槽的選購指南（流動篇）

　　恒溫槽作為一種非常常規(guī)且常見的恒溫裝置，已被廣泛應(yīng)用于生物技術(shù)、化學(xué)、半導(dǎo)體、醫(yī)療技術(shù)、汽車、航空航天等眾多領(lǐng)域。如圖1所示，在面對恒溫槽的選擇和使用情況下，參數(shù)設(shè)定需要考慮眾多實際問題。每一項恒溫槽參數(shù)的背后都會有1-2項機械或物性參數(shù)對其影響，如循環(huán)泵揚程和流量都需要綜合考慮泵性能曲線及恒溫介質(zhì)的物性等參數(shù)。

　　在選擇和使用恒溫槽時，需要考慮流體流動狀態(tài)、介質(zhì)選擇和換熱效率等參數(shù)。本文，我們從流體流動先來講一講。

關(guān)于流體的流動性

眾所周知的，流體的流動性好不好，我們必然會考慮的就是流體粘不粘，也就是粘度。粘度分為動力粘度(μ)和運動粘度(ν)，兩者的換算方式為：

μ = ν × ρ即 動力粘度 = 運動粘度 × 介質(zhì)密度

注意：ρ：g/cm3;μ：mPa·s;ν：cSt;或者ρ：kg/m3;μ：Pa·s;ν：m2/s

動力粘度通常使用的單位為泊(P)、厘泊(cP)、毫帕秒(mPa·s)和帕秒(Pa·s)等，相互之間的換算關(guān)系如下：

1 P = 100 cP = 0.1 Pa·s = 100 mPa·s

運動粘度通常使用的單位為m2/s、斯(St)和厘斯(cSt)等，相互之間的換算關(guān)系如下：

1 m2/s = 104 St = 106cSt

液體怎么在管道內(nèi)流動

　　流體在管道中的流動遵循流體的機械能守恒獲得流體流動的方程。即：壓力勢能+動能+重力勢能=常數(shù)。如圖2所示管道內(nèi)流動過程，在理想狀態(tài)下，1點位和2點位的能量應(yīng)該是守恒的，即：

　　然而實際情況下，由于摩擦等存在，從1點位流到2點位必然會有能量損失，因此為了能夠使等式成立，往往需要考慮在前端施加動力，在后端考慮損失。正因此，泵可以給流體提供外加壓頭，而管道尺寸、形狀、變徑、彎頭、閥門等等均會產(chǎn)生管道阻力而產(chǎn)生壓頭損失，因此對上式變形可得：

　　其中，以圖2為例，等式從左到右八項分別為 1點靜壓頭、1點動壓頭、1點位壓頭、外加壓頭、2點靜壓頭、2點動壓頭、2點位壓頭、壓頭損失。

　　由此，我們可以得到以下結(jié)論

　　1、流體的流速、流量均與動力粘度成反比;2、壓降與動力粘度成正比;3、流體的粘度越大，則表示流體的流動性越差;4、外循環(huán)管路過長、過細(xì)、有過多管道連接件都會導(dǎo)致大量的能量損失而阻礙流動;5、當(dāng)外負(fù)載管路阻力較高時應(yīng)考慮升高泵壓。

關(guān)于雷諾數(shù)-Re

　　此外，在管道內(nèi)流動時，我們?nèi)绾卧u估流體的粘度對流動影響是否嚴(yán)重以及流體的流動狀態(tài)呢?我們需要引入一個無量綱參數(shù)，雷諾數(shù)——Re，其計算方式如下：

　　Re=duρ/μ

　　其中，d為管道的當(dāng)量直徑，μ為流體的粘度、ρ為流體的密度、u為流體的流速。根據(jù)Re的從小到大，可以將流體的流動狀態(tài)分為層流、過渡流和湍流，如果想要流體在流動的過程中有充分的返混，那么需要加大雷諾數(shù)是流體進入湍流;如果想要層層推進，沒有返混那么就要讓流體流動緩慢，處于層流狀態(tài)。

　　那么層流和湍流對于恒溫有什么影響呢?讓我們留個小懸念，我們下次再討論~新芝恒溫水浴類產(chǎn)品具有多種揚程選擇，從0.45~6 bar的可選范圍，充分幫助你克服因為管道阻力過大而引起的壓降!