ما هو فرن المختبر؟

يعتبر فرن المختبر من الأجهزة العملية جداً والمستخدمة على نطاق واسع في المختبرات، ويعتبر بمثابة أداة لإجراء مختلف أنواع المختبرات العامة والمتخصصة. ويعتبر هذا الجهاز عنصراً أساسياً لا ينفصل في كل مختبر، وله أهمية وكفاءة خاصة.

يستخدم هذا الجهاز لتوفير الحرارة لعملية أو جهاز يتم إمداده بالحرارة من التفاعل. يتم استخدام فرن المختبر لتسخين الأشياء عند درجة حرارة عالية، وأعمال المختبرات والبحث، وتسخين الأجزاء الفولاذية، وما إلى ذلك.

أنواع أفران المختبرات

تنقسم أفران المختبرات إلى فئات مختلفة بناءً على التصميم والأداء، والتي نناقشها أدناه:

أفران كهربائية

ينتمي هذا الجهاز إلى عائلة أفران المختبرات. هذا الجهاز حساس للغاية ومكلف في نفس الوقت. ولكن يمكنك استخدامه لساعات طويلة ومتواصلة. يحتوي الفرن الكهربائي على مادة عازلة من الأسمنت الحراري والقطن الحراري والطوب الحراري ويمكن استخدامه في درجات حرارة مختلفة. يمكنك شراء هذه الأجهزة وفقًا لاحتياجاتك والجودة والمقاومة. الآن نريد التحقق من كيفية عمل هذا الجهاز. سبب تسمية هذا الجهاز هو أن الفرن الكهربائي له جسم مصنوع من صفائح الزيت وجسمه مغطى بطلاء إلكتروستاتيك. كما أن لديه القدرة على تثبيت مؤقت رقمي.
تتوفر هذه الأفران بنموذجين بدرجة حرارة 1100 و1500 درجة مئوية ويمكن استخدامها لأغراض مختلفة.

فرن الحث:

فرن الحث هو نوع من الأفران الكهربائية التي يمكنها صهر المعدن باستخدام عامل الدفع للتيار المتردد للملف الملتف حول مادة الصهر. عندما يمر التيار المتردد عبر الملف النحاسي الموجود حول الفرن، ينشأ مجال مغناطيسي داخل الملف، مما يتسبب في حدوث تيار كهربائي في القلب بسبب تأثير هذا المجال المغناطيسي على سطح الخردة داخل الفرن الذي يصنع جوهر. يتسبب التيار الكهربائي المستحث الذي يمر عبر قلب الفرن، والذي يتمتع بمقاومة كهربائية، في توليد الحرارة في هذه الأفران نظرًا لعدم وجود شرارة أو احتراق، ولن ترتفع درجة حرارة المادة عن درجة الحرارة المطلوبة لصهرها. وفي هذه الأفران تكون سرعة الوصول لدرجة الحرارة المطلوبة عالية.

هذه الطريقة نظيفة (بدون تلوث)، ذات كفاءة عالية في استخدام الطاقة ويمكن التحكم في عملية التسخين بسهولة. ونظرًا لغياب الغاز المؤكسد واللهب، لن يكون لدينا تلوث وأكسدة.

تستخدم هذه الأنواع من الأفران لصهر وحفظ المعدن المنصهر.

فرن القوس الكهربائي:

تنتج هذه الطريقة الحرارة باستخدام الحرارة الناتجة عن القوس الكهربائي الناتج عن أقطاب الكربون.

تصدر هذه الأفران الكثير من الضوضاء أثناء العمل. لديهم القدرة على زيادة وخفض درجة الحرارة بسرعة كبيرة. إنها تنتج الكثير من الدخان والحطام ولديها القدرة على إنتاج حرارة تقترب من 3500 درجة مئوية.

فرن مشع:

يوجد في هذه الأفران سلك مشع يسخن عندما يمر التيار من خلاله. عندما يسخن هذا السلك، يبدأ السلك في إشعاع طاقة حرارية (بشكل رئيسي في نطاق الأشعة تحت الحمراء)، مما يؤدي إلى تسخينه عندما يصطدم بالمواد الموجودة داخل الفرن. في هذه الطريقة، عندما يمر التيار، تسخن الأسلاك بسرعة ويبدأ الإشعاع. يؤدي هذا إلى تسخين العينة بمعدل مرتفع. يتم استخدام هذه الطريقة للعينات ذات الكميات الصغيرة التي تتطلب سرعة تسخين عالية.

مادة هذه الأسلاك هي في الأساس السيراميك أو الكوارتز أو كوارتز التنغستن، والتي يتم تحديدها اعتمادًا على نطاق درجة الحرارة المستخدمة.

فرن المايكرويف

يعتبر هذا الفرن من الأفران التي تعمل بطاقة الميكروويف ويستخدم في تسخين العينات. كان سبب تسمية هذا الجهاز هو نفسه تمامًا. بالمقارنة مع الأفران الأخرى، يوفر فرن الميكروويف تسخينًا أكثر اكتمالًا وانتظامًا وهو أحد أفران المختبرات الأكثر عملية.

فرن الرماد

يستخدم هذا الجهاز لحساب التغير في وزن المواد وإزالة المواد أثناء التنظيف والحرق وما شابه. ويستخدم أيضًا لفحص المواد المختلفة مثل الحبوب والمواد الغذائية والفحم والمطاط والبلاستيك وغيرها.
بما أن فرن صنع الرماد يستخدم لقياس الرماد، فإن هذا الجهاز يسمى جهاز صنع الرماد.
ملحوظة: الحد الأقصى لدرجة حرارة تشغيل الجهاز هي 1100 درجة مئوية وتحكم pid يحافظ على إعدادات درجة الحرارة بشكل كامل.

فرن أنبوبي

تسمى هذه الأفران أنبوبية لأن غرفها أسطوانية ومغطاة بعناصر التسخين. بسبب تصميم هذا الفرن، يتم التسخين والتبريد بشكل أسرع. وأحيانًا يطلق عليها أيضًا أفران درجة الحرارة العالية. أصبح هذا ممكنًا بفضل أنابيب الكوارتز. عندما تصل أنابيب الكوارتز إلى درجة الحرارة المناسبة، فإنها تنبعث منها حرارة. هذا الجهاز عبارة عن جهاز تسخين كهربائي لتنقية المركبات العضوية وغير العضوية.

أخيراً:

العنصر عبارة عن عدد من الأسلاك الملفوفة حول أسطوانة غير موصلة. أساس عمل العناصر هو أنه عند مرور تيار كهربائي كبير فإن العنصر يظهر مقاومة كهربائية ويبدأ بالتسخين. يجب أن يتمتع العنصر المستخدم في فرن المختبر بنقطة انصهار عالية جدًا نظرًا لتحمله العالي للحرارة. ولهذا السبب، فإن معظم العناصر المستخدمة في الفرن مصنوعة من سبائك الألومنيوم أو سبائك النيكل والكروم.

• عناصر تصل إلى 1200 درجة مئوية: استخدام سبائك ذات درجة انصهار عالية
• العناصر حتى 1600 درجة مئوية: عناصر SiC، هذه العناصر تتحمل الضغوط الناتجة عن العمليات المتقطعة بشكل جيد ولها عمر افتراضي جيد.
• العناصر حتى 1800 درجة مئوية: تستخدم عناصر MoSi2 في نطاق درجات الحرارة هذا.

المعلمات الفعالة في اختيار فرن المختبر

سنقوم الآن بالتعبير عن المعلمات الفعالة في اختيار فرن المختبر. كما رأيت أعلاه، فقد قمنا بالتعريف بأنواع الأفران المعملية وتم تحديد الغرض من استخدام كل منها.

الآن نريد أن نرى كيف يمكننا اختيار الجهاز المطلوب وفقًا لاحتياجاتنا. هناك عوامل مختلفة مهمة جدًا لاختيار الجهاز. أول شيء هو نطاق درجة الحرارة الذي تريد استخدام هذا الجهاز فيه، الشيء الثاني هو أن العديد من التجارب تتطلب إدخال غاز لعملية النقل، هل ما تريد القيام به يتطلب غاز خامل أم لا الشيء الثالث هو نوع الجهاز الأكثر توافقًا مع عملك وأي نوع تحتاج إليه أكثر. لقد رأيت أن 3 نقاط مهمة جدًا في اختيار الجهاز ويجب عليك الانتباه إليها جميعًا. ولنفترض أيضًا أن تكلفة شراء كل هذه الأجهزة ستكون مختلفة وسيتم تسعير كل جهاز وفقًا لما يفعله.

بالإضافة إلى الأجهزة المذكورة، هناك أيضًا جهاز يسمى فرن المختبر، والذي يستخدم للتجفيف والتعقيم، كما تستخدم العديد من الشركات هذا الجهاز. يستخدم هذا الجهاز أيضًا على نطاق واسع في الخدمات الطبية. (تحتوي الأفران أيضًا على نموذجين: الفرن الفراغي والفرن الحراري) قدمنا ​​هذا الجهاز لنقول إن فرن المختبر هو أحد الأجهزة المستخدمة على نطاق واسع ويتم الخلط أحيانًا بينه وبين الأفران.