Некоторые особенности лабораторных исследований

К основным достоинствам лабораторного исследования относятся возможность проведения «чистого опыта» т.е., исследование влияния какого-то одного фактора при постоянстве остальных, и простота математического планирования эксперимента. В этом случае обеспечивается максимальный эффект при минимальных материальных затратах, делает лабораторный эксперимент важным и необходимым этапом проведения НИР.
В лабораторных исследованиях в качестве рабочих сред заменяют либо промышленные, либо синтетические материалы. Например, синтетический шлак нужного состава изучают путем сплавления чистых оксидов. Достоинством синтетических материалов является то, что при их использовании можно строго контролировать и изменять их состав в
широком диапазоне. Промышленные материалы позволяют максимально приблизиться к условиям производственной технологии..

В качестве газовых сред используют Н2, водяной пар, С02, воздух, технически чистый кислород, аргон, а таких смеси. При моделировании рабочие среды выбирают соответствии с условиями решаемой задачи и применяли методики. Здесь могут использоваться как жидкие металл и шлак («горячее)» моделирование), так и другие жидкости — вода, ртуть, парафин, органические жидкости, электролиты и водные растворы («холодное» моделирование). Для работы с жидкими металлом и шлаками применяются различные огнеупорные материалы, которые должны область достаточными термостойкостью, химической инертностью к рабочим средам и т. д. Металлы плавят в керамических тиглях из кварца, алунда, магнезита, циркона, нитрида Сора и др. Расплавленные основные шлаки, особенно содержащие оксиды железа, очень агрессивны по отношению к керамике, поэтому при работе с ними целесообразнее использовать тигли из платины, сплавов платины с
родием, молибдена, которые обладают достаточной стойкостью. Для кислых шлаков можно применять тигли из кварца, циркона или оксида тория Спай термопары, находящийся в жидком металле или шлаке, защищают огнеупорным наконечником.

Лабораторный эксперимент характеризуется небольшой массой материалов, используемых в опытах. Поэтому очень важен вопрос об отборе проб жидких сред для контроля процесса. В ряде случаев определяют состав только исходного материала и конечного продукта. Для отбора проб из тигля металл и шлак намораживают на металлический стержень или засасывают в кварцевую трубочку. Термопару для контроля температуры устанавливают
внутри или снаружи тигля. В последнем случае измерение ведется с систематической ошибкой, на величину которой вводят поправку. Учитывая тепловую инерцию защитного чехла, при разовом замере температуры термопару следует выдерживать до тех пор, пока стрелка прибора не установится неподвижно. Наиболее точные результаты измерения получают голыми спаем, но в этом случае резко возрастает расход термопарной
проволоки Полученные при бесконтактном измерении температуры пирометром данные целесообразно периодически контролировать термопарой.

На кинетические характеристики процессов большое влияние оказывают потоки в жидких и газообразных фазах. Для перемешивания расплавов применяют различною вида мешалки или барботируют ванну нейтральным газом. Интенивность перемешивания характеризуется частотой вращения мешалки или расходом продуваемою газа. Следует отметить, что
эти показатели трудносопоставимы. Если нужно исключить перемешивание, то процесс проводят в капиллярах — тонких трубках с большим отношением длины к диаметру.

Лабораторный эксперимент рекомендуется осуществлять в такой последовательности:

- определить конкретную задачу исследования, уточнить, какие параметры и с какой точностью следует контролировать;

- выбрать или разработать методику эксперимента;

- создать лабораторную установку; :

- на установке отработать методику исследования, определить ее погрешность, при необходимости доработать установку;
- спланировать эксперимент;

- осуществить эксперимент. Рекомендуется неоднократно продублировать каждый опыт, но не выполнять все дубли один за другим, чтобы не увеличивать вероятность ошибки;.
- необходимо вести рабочий журнал, куда следует записывать все наблюдения в ходе опыта,даже те, которые на первый взгляд не имеют к нему прямого отношения;
- первично обработать экспериментальные данные, составить таблицы, графики, на этой основе уточнить план опытов, определить необходимые контрольные опыты и параметры, при которых они проводятся.

В дальнейшем результаты эксперимента подвергают математической обработке, выдвигают и проверяют рабочую гипотезу.

Поиск по сайту: