比热演示实验的探索与改进

分析了初中教材中比热演示实验的缺点，指出水浴法不能用于该演示实验，给出用电炉加热改进实验的方法。     

用热交换法做萘的熔解实验

萘的熔解实验一般常用水浴法给萘加热.由于水的质量比萘的质量大得多,水的比热也比萘的比热大得多,因此在一般情况下,实验过程要长达半小时之久.为了解决上述矛盾,我们把装有萘的试管插上温度计后直接放进盛有80℃以上的热     

微波辐照对胶原蛋白三股螺旋结构的影响

胶原蛋白的三股螺旋结构是其不同于其他蛋白质的特殊结构，也是其具有特殊功能的基础，然而，胶原的三股螺旋结构易在外界条件的影响下被破坏。目前微波已被越来越多的应用于胶原蛋白的提取和改性过程，但是关于微波辐照对胶原蛋白结构影响的研究还相对较少。首先从牛跟腱中提取胶原蛋白，然后采用0.5 mg·mL-1的胶原蛋白溶液在30 ℃下以微波辐照保温为实验样，水浴加热和未经加热处理为对比样，最后采用紫外-可见光谱、傅里叶变换红外光谱、圆二色谱以及荧光发射光谱等方法，对不同加热方法中胶原蛋白的三股螺旋结构和超分子结构进行表征，研究了微波辐照对胶原蛋白结构的影响。实验结果表明，在低于胶原变性温度的条件下，无论是微波辐照还是水浴加热都不会破坏胶原蛋白的三股螺旋结构，也不会使胶原蛋白变性。但是，与水浴加热相比，微波辐照会对胶原蛋白的聚集行为产生抑制作用。微波辐照对胶原蛋白的作用既有与常规加热相同的热效应，又有常规加热过程中不存在的非热效应，非热效应表现为抑制胶原蛋白的聚集行为。研究结果可为微波场中胶原蛋白结构和性质的变化提供科学依据。     

绝对式高能量激光能量计温度特性研究

对绝对式量热法高能量激光能量计吸收腔的内、外壁温度差特性进行了详细的理论研究和实验验证。用第二非齐次边界条件和第二齐次边界条件的热传导方程分别建立了吸收腔在激光加热过程中和激光加热结束后的温度分布，利用模拟实验对激光照射吸收腔的过程进行模拟，得到内、外壁温度差的实验数据。利用数值模拟法，对理论分析结果作数值分析，理论分析结果与实验数据非常接近，从而证明了在激光加热过程中，虽然吸收腔内外壁存在固定的温度差，但当激光结束后，该温度差将迅速减小，吸收腔达到热平衡。     

激光干涉法测量硅高温环境下的线膨胀系数的实验研究

利用中国计量科学研究院自行设计的基于激光干涉法的材料线膨胀系数测量装置进行了材料线膨胀系数测量试验。该装置采用单频激光干涉，对称光路设计，其干涉仪分辨率小于1nm。实验过程中改进并完善了该装置，重新设计了加热炉，改进了实验方法，使该装置在800K以上的高温环境下能进行材料线膨胀系数的测量。在800K到1200K温度范围内，对单晶硅试样采用分段加热进行测量,并对样品变化过程及测量结果作了分析，得到了单晶硅线膨胀系数的曲线，实现了在1200K环境下采用激光干涉法材料线膨胀系数的纳米级测量。     

有机薄膜电致发光器件工艺检测的一种简便方法——覆膜加热观测法

提出了一种简便易行、并与有机薄膜电致发光器件制备工艺完全兼容的工艺检测方法－－覆膜加热观测法。这种方法是在器件的制备工艺过程中,同时在铟锡氧化物（ITO）电极的各层有机薄膜上覆盖一层不透气的薄膜（如金属Al膜等）,接着进行快速加热,最后对器件表面进行形貌观测。采用这种方法,观察了器件表面气泡的形成过程,观察了加热温度、ITO表面处理以及有机物纯度对敢泡形成的影响。实验表明,覆膜加热观测法能有效地对工艺进行对比检测,从而达到改进工艺、提高器件质量的目的。     

基于反向传播神经网络PID的高功率微波炉温度控制

针对现有10 kW高功率工业微波炉,采用继电器作为控制执行器,在使用传统控制方法加热时,温度存在较大超调和明显振荡,系统温度稳定性较低,为解决上述问题将反向传播神经网络PID(BPNNPID)控制引入到该装置微波加热温度控制中,并以自来水为加热对象进行仿真对比与实验验证。首先,利用现有输入输出实验数据,建立工业微波炉温度控制模型;其次,运用MATLAB/SIMULINK搭建高功率工业微波炉温度控制系统并进行仿真对比实验;最后,实验验证BPNNPID控制方法在加热5 kg自来水时工业微波炉的温度控制性能,实验结果表明,较常规PID、模糊PID控制,该方法在微波加热过程中对媒质温度控制超调更小且未发生明显温度振荡,有效改善了高功率工业微波炉工作时的系统温度稳定性,有助于提高产品质量和安全性能。     

用于定标海表测温辐射计的镓黑体辐射源

设计了镓黑体对海表测温辐射计进行定标。首先,介绍了该黑体的结构与工作原理,对黑体发射率进行仿真,并开展发射率的测量实验,讨论其不确定度的来源。然后,开展了电加热和水浴加热下镓的相变复现实验,讨论电加热功率对镓相变复现的影响。最后,通过红外海面温度自主辐射计实验对该黑体进行验证。结果表明：该黑体基于蒙特卡罗软件仿真的发射率优于0.998 8,实验测得的黑体辐射源发射率结果与仿真结果较为吻合,测量重复性（标准偏差）达0.1%;相变温度坪台的复现性均优于±0.03 K;相变温坪附近时,红外海面温度自主辐射计和FLUKE 1524测温仪测得的黑体腔附近温度的数据差值均在±0.15 K以内。设计的镓黑体可以应用到海表测温辐射计进行校准,为发展自主知识产权的海表测温设备提供校准源。     

“萘的熔解实验”成功的关键

“萘的熔解实验”一直作为晶体熔解时温度不变的一个典型例证,而被编入中学物理教材中。此实验都很难做成功。我们对这个实验进行了多次研究与探讨,并取得了很好的效果。现将实验方法介绍给同行,供同志们参考。一、此实验通常的做法及失败的原因通常的做法是将萘粉放入试管中,然后将温度计插入萘粉中,再把试管盛萘粉部位在水浴中加热,并揽拌。     

苯酚红褪色分光光度法测定小麦粉中的痕量溴酸钾

对苯酚红褪色分光光度法测定小麦粉中痕量溴酸钾进行了研究。实验考察了各种因素如酸度、苯酚红的浓度和用量、反应时间和温度等对测定的影响。结果表明,在最优化的实验条件下(最大吸收波长为504nm,0.5mol/L盐酸,1.00mL 1.00×10-4mol/L苯酚红,85℃水浴条件下加热10min),溴酸钾在0—0.45μg/mL范围内符合比耳定律,线性回归方程为ΔA=0.6094C-0.0013(C:μg/mL,相关系数r=0.9991),摩尔吸光系数ε=3.6×106L.mol-1.cm-1,检出限为0.01μg/g(取样量5g)。将该法用于小麦粉中痕量溴酸钾的测定,样品加标回收率在93%—103%,相对标准偏差RSD<5%,结果满意。     

加热对自然转捩湍斑产生影响的实验研究

本文利用流动显示和高速摄像技术，在湍流度为1％的水洞中，对加热的细长旅成体鱼雷模型表面的流动转捩过程进行了实验研究。实验发现，加热对自然转捩过程中湍流斑的猝发有明显影响，加热减小了湍斑产生的频率，增加了湍斑间的展向间距，使转捩过程中层流转变为完全湍流的过渡区延长．加热对瑞斑产生的纵向位置无明显影响。本文的实验结果正好解释在较高湍流庭环境中的加热减阻机理．     

一款小角X射线散射原位测量专用简易样品加热装置

原位加热实验是同步辐射小角X射线散射领域的新热点。本文针对同步辐射小角X射线散射中需要加热并原位实时检测的实验而设计的一款样品简易原位加热专用装置,该装置主要由温控器、样品池、固定架组成,它具有结构简单、操作容易的特点。本文介绍该装置的基本结构、特点并采用该装置进行原位加热干燥褐煤实验,通过分析实验结果验证装置的可行性。     

端部周期加热下管内气温奇异分布的实验研究

设计搭建了端部周期加热时管内气体热声对流的实验平台,对端部周期加热引起的气体热声对流作用下管内气体的温度分布进行了实验研究。该实验以氩气为工质,利用三极管控制加热电路实现周期性加热;测量了不同加热频率下管内的气体温度,并与常热流加热时的温度分布进行对比,结果表明端部周期加热时管内气体的温度分布与同功率下常热流加热时存在明显的差异,并且在某些测点出现了温度的奇异分布。本实验验证了超温现象的存在,为管内气体热声对流现象的进一步研究奠定了基础。     

基于用D I S系统对晶体凝固和熔化的研究

本文采用D I S数字化信息系统对晶体的熔化与凝固实验进行了研究. 在按照初中物理教材的实验安 排, 用海波水浴加热法测量晶体的熔化曲线的基础上, 本文做了两个改进, 一是选择用水替代海波, 先让水凝固成 冰, 然后再利用空气浴法让冰在空气中自然熔化, 从而测量冰的凝固与熔化过程温度 时间曲线( 即凝固曲线和熔 化曲线) , 全程观察冰的凝固与熔化过程其温度及状态的变化; 二是采用D I S温度传感器来替代液体温度计人工测 量温度, 实时记录了冰的凝固曲线和熔化曲线. 实验结果表明, 采取上述改进后, 既提高了该实验的准确性、 可靠性 和直观性, 也增强了实验的说服力     

槽式太阳能集热器热性能测定新方法实验研究

集热器是槽式太阳能热发电系统吸收传输高热流密度太阳辐射能的核心部件。针对传统测定方法的不足,本文提出了一种测定槽式太阳能集热器热性能的直接电流加热DCH法。该法根据金属导体的焦耳效应,将吸热器金属管作为负载电阻,借助大电流电源对吸热器通电加热,集热器达到热平衡后流过吸热器的电流和被测段两端电压的乘积为集热器在该吸热器与环境温差下的热损失。基于DCH法的实验系统结构简单、制造成本低、操作方便,比传统方法的测量速度提高了5倍以上。实验结果与文献对比表明该测量的实验数据不确定度低,热损失曲线质量较好,实验结果精度高,显示了DCH法的可行性和可靠性。     

浊点萃取分光光度法测定水中的四环素类抗生素

建立了分光光度法测定水样中的四环素类抗生素的浊点萃取分离富集新体系.在弱碱性条件下,四环素类抗生素与Nd(Ⅲ)生成淡黄色络合物,加入Triton-X 114后,于40℃水浴加热20min,离心使两相分离.在最佳条件下,该方法的检出限为0.0092μg/mL,线性范围为0-2.8μg/mL,RSD为3.4％.该法可用于水样中四环素类抗生素的富集和测定.     

高功率微波加热三维温度模型仿真与验证（英文）

微波加热不均匀性一直以来都是从事微波加热控制方向研究人员心目中的热点问题。根据微波加热装置的物理结构建立了炉内各层表面的温度静态差分模型结合实验以求得微波加热的实际功率。再基于传热学的有限差分法建立三维空间中的温度分布模型,利用MATLAB以及COMSOL仿真对比验证了模型的有效性。假定微波均匀加热求得被加热介质的平衡温度与不均匀加热时的温度进行比对以找出微波加热过程中介质的部分温升平衡点,最后互相比对找出最优点为控制对象进行专家PID(proportion-integral-derivative)微波加热。实验结果表明,该方法能较为精确地测量出被加热介质任何时刻的平衡温度,使得微波加热在工业生产上有着更加广泛的应用。     

苦瓜果实中盐酸小檗碱的提取工艺

以新鲜苦瓜为原料,用盐酸小檗碱为对照品,正交设计优化苦瓜中盐酸小檗碱提取条件,采用超声波和水浴提取法等2种工艺提取苦瓜中盐酸小檗碱,研究单因素对盐酸小檗碱提取率的影响,确定提取盐酸小檗碱的最佳条件.水浴提取苦瓜盐酸小檗碱以A2C1B1组合为最佳提取条件,提取率为5.1642mg/g.超声波提取苦瓜盐酸小檗碱以A3B2C2组合为最佳提取条件,提取率为6.3267mg/g.实验结果表明,超声波法提取效果优于水浴提取法.     

低温加热釜系统设计与实验研究

传统的蒸汽加热釜在加热糖料时,易产生焦糊现象。在此基础上,开发了一种偏心式低温加热釜,设计一套控制系统,并对该低温加热釜在工业中的应用进行实验研究。实验表明,新型偏心式低温加热釜结构简单,可实现加热层中流体温度不超过85℃时料液温升不低于1.5℃/min的要求,同时可实现恒温、低温、控温和节能功能。     

电弧加热发动机尾流的光谱诊断

电弧加热发动机是一种为航天器提供机动和控制推力的装置。由于比冲远高于传统的使用化学推进剂的发动机,近年来,电弧加热发动机引起了愈来愈多的关注。为了了解电弧加热发动机的工作过程机理,讨论了电弧加热发动机尾流的诊断方法并设计了一套光谱诊断系统。在此系统上,以氩气为工作气体,设定气流量和电流,在模拟空间环境下对电弧加热发动机尾流的光谱信号进行了采集。实验结果表明系统具有较高的信噪比,可以忽略噪音对光谱信号强度的影响,采集到的数据能够真实地反映物理过程。通过对采集到的谱线强度信号进行分析和处理,得到了尾流中氩的谱线发射系数的径向分布,并进一步得到了尾流平均激发温度的径向分布。实验结果表明电弧加热发动机的尾流处在热力学非平衡态下,因而用谱线强度法测温时选用不同的谱线,得到的温度值是不同的。