Муфельна піч: призначення, характеристики та як працює

Про автора

Максимова Ганна

Хімік-технолог органічних речовин, працює у компанії "Analit-Pribor"

Статті автора

Призначення муфельної печі – нагрівання до заданої температури різних матеріалів. Конструктивною особливістю нагрівального пристосування є наявність так званого муфеля – термостійкого матеріалу, що розмежовує робочий простір печі та оброблюваний зразок.

Сучасні муфельні печі для лабораторних досліджень матеріалів або нагрівання невеликих виробів – універсальні у використанні, вони мають невеликі розміри. Потужність дозволяє муфельним печам працювати в широкому температурному діапазоні. Найчастіше в лабораторних умовах використовуються трубчасті або тиглі печі.

Пристрій

За своїми характеристиками піч муфельна – універсальний пристрій. Корпуси виконаний з вуглецевої сталі, але для того, щоб збільшити експлуатаційний термін, часто як матеріал для корпусу використовують нержавіючу сталь.

Для того, щоб забезпечити певний температурний режим в цих пристроях, на муфель намотується стрічковий нагрівач або спеціальний дріт, після чого вони поміщаються в теплоізоляційний кожух.

Конструкція печі муфельної має бути герметичною, тому дверці пристрою виготовляють зі сталі й утеплюють термоізоляцією. До ізоляційного матеріалу пред’являються особливі вимоги: він повинен витримувати високі температури й не повинен кришитися. Температура в муфельній печі варіюється від 100°С до 2000°С, тому муфель виготовляється з термостійких матеріалів: корунду, волокна або кераміки.

Види

Залежно від призначення вони діляться:

1. За типом нагрівального елементу. Принцип роботи полягає в тому, що як нагрівальний елемент в них використовується газ або металеві спіралі.
2. По конструкції самих печей. Є нагрівальні пристрої з горизонтальним або вертикальним завантаженням, трубчасті й циліндричні.
3. По режиму обробки матеріалів. Визначається залежно від середовища обробки зразків. Є різні види печей, в них матеріал обробляється в повітряному середовищі, газовій атмосфері або у вакуумі.

Найбільш поширеним в промисловості для термічної обробки зразків варіантом являється камерна електропіч СНОЛ, призначена для аналітичних досліджень матеріалів.

Як правильно вибрати муфельну піч?

Для випалення глини в муфельній печі підбирають правильний пристрій з оптимальними нагрівальними елементами й режимами функціонування. Як для плавки скла, так і для обробки глиняних виробів муфельна піч вибирається за наступними критеріями:

• допустимі навантаження і режими підтримуваних температур;
• функціональність. Це визначається наявністю терморегулятора для муфельної печі, видами й чисельністю програм для обробки матеріалів;
• важливо звертати увагу на спіраль для нагріву і робочий об’єм камери.

Інструкція з експлуатації

Оптимальною за параметрами є універсальна електропіч Snol, виробництва компанії АВ “UMEGA”. У інструкції до цієї муфельної печі описується, що за швидкістю нагрівання матеріалів до потрібної температури, цей пристрій – еталон.

При дотриманні всіх вимог експлуатації нагрівання пристроїв до температури 1100°С відбувається всього за 40 хв. Піч муфельна лабораторна призначається для використання в заводських лабораторіях або науково-дослідних інститутах.

Потужність муфельної печі – 1,8 кВт, а використати пристрій треба в нейтральному середовищі – футерівка може руйнуватися під впливом хімічних елементів, відповідно, знижується і термін експлуатації пристрою.

Вимоги безпеки до установки муфельної печі

За правилами безпеки, муфельні печі вимагається встановлювати у витяжні шафи. Це запобігає поширенню шкідливих речовин по приміщенню. З основних правил безпеки експлуатації муфельних печей можна виділити наступні:

• експлуатувати пристрої можуть тільки люди, що мають відповідний допуск до роботи з електроприладами;
• піч можна підключати тільки до заземленої мережі, при цьому ввімкнений пристрій повинен знаходитися під постійним наглядом;
• торкатися до нагрівальних елементів і працювати за відсутності вентиляції;
• у гарячий пристрій забороняється ставити місткості, якщо існує ризик закипання або розбризкування вмісту;
• використати засоби індивідуального захисту.

Часті питання:

• Які основні характеристики визначають ефективність муфельних печей у сучасних дослідницьких лабораторіях?

Основні характеристики муфельних печей – це точність та стабільність температури, рівномірність розподілу тепла у внутрішньому просторі печі, можливість програмування та контролю температурного режиму, а також надійність та безпека експлуатації.

• Які основні принципи роботи муфельних печей і чому вони такі ефективні для високотемпературних досліджень?

Муфельні печі працюють за принципом внутрішнього нагріву, де спіраль чи котушка нагрівається до високої температури. Це дозволяє досягати високих температур у печі, а їх ефективність полягає у стабільності та однорідності розподілу тепла в муфельному просторі, що важливо для високоточних та високотемпературних досліджень.

• Які основні переваги використання муфельних печей у порівнянні з іншими типами лабораторного обладнання?

Основні переваги муфельних печей полягають у їх здатності підтримувати високу температуру, стабільності розподілу тепла в муфельному просторі та можливості обробки матеріалів у вакуумі або у різних газових середовищах.

• Які сучасні тенденції у вдосконаленні муфельних печей забезпечують їх ширше застосування у різних галузях досліджень?

Сучасні тенденції у вдосконаленні муфельних печей спрямовані на розвиток точних систем керування температурою, а також удосконалення дизайну для забезпечення більшої ефективності теплового розподілу муфельного простору.