一个有趣的话题:蛇形冷凝管是民科产品吗

常见的玻璃冷凝管有三种,分别是直形、球形和蛇形冷凝管。

upload_downloader_1646461035124_80206987.jpeg

蛇形冷凝管必须竖直使用,直形可以倾斜使用,球形歪个不超过45度,也能接受。

于是蛇形的应用范围最窄。

但是由于它看起来最复杂,好看,拉风,于是大家喜欢用。

问题是,这些冷凝管发明的时候,恐怕都没有做传热计算。

特别是蛇形,这么细的管子,流量大不了,绕这么多圈吃力不讨好。

内管多厚,多粗,多少圈,是拍脑袋臆想出来的吗?

[修改于 4个月1天前 - 2022/03/05 14:43:44]

来自:综合交流区 / 科创茶话数理化 / 化学
16
6
 
高赞回复 
吾为宇宙
1个月10天前
14楼

    又查了查维基和国内的一些百科,常见的蛇形冷凝器分为葛氏冷凝管(Grahman condensor)和利氏冷凝管(Liebig condensor) . 

历史上叫Grahman 和Liebig 的著名化学家只有托马斯格雷姆(XXXXomas Graham)(1805~1869) 和尤斯图斯·冯· 李比希(Justus von Liebig)(1803-1873),后者为有机化学之父,但没有找到有关两人发明蛇形冷凝管的相关记录。但没有找到有关这两位发明冷凝管的相关记录。不过改良蒸汽机詹姆斯瓦特(1736-1819)发明了一种简易的直管型蒸汽冷凝器,考虑到他们活跃的年代,时间上倒也说得通。如果我们假设确实是格雷梅和李比希发明了这种冷凝器,那么有些事情就可以说得通了。

    一方面在他们活跃的19世纪上半叶,热力学方兴未艾,有关导热的傅里叶定律在1822年被提出,而相对复杂的对流换热问题,则要到19世纪末20世纪初才逐渐有相关成果。所以这两位发明者大概只是对传热有一些简单的认识,比如最基础的牛顿冷却公式,却没有更多的传热学工具进行计算。

    另外一方面,考虑到当时的技术水平不足,实验条件较差,用作冷却液最方便的估计就是随手可得的常温水了,像虎哥所说的冷却液温差大一点估计也不好实现。把管子弄的弯弯曲曲那么多圈估计也是为了尽可能多的获得液态物质。毕竟按当时的实验条件如果产物少了估计就测不出来了。

    至于为什么到现在还在使用,大概是当时的人感觉确实比较好用,大量生产,导致成本低廉,到了后来实验条件改善了也就没有换,把它作为传统流传下来了,毕竟诞生于炼金师之手的烧瓶之类的也一直沿用至今。这或许也是一种由沉没成本导致的惰性。



11
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
可爱的叔丁基锂
3个月22天前
6楼

2759d0ba9f7041b5093301f06ad1c4ff_127420055.jpg 😂

9
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
吾为宇宙
1个月14天前
10楼

理论上设计成螺旋管能够强化换热 IMG_20220520_222753.jpg

7
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
在下松田诚一
4个月0天前
1楼

蛇型冷凝管不是回流用的。是和下斜事实蒸馏头搭配使用的。是用来冷凝低沸点物质。 1646478944141.jpg

引用
评论(2)
3
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
warmonkey
4个月0天前
2楼

面多加水,水多加面。大号中号小号都做出来,根据测试结果随时替换。

玻璃的热阻太大,需要大一些表面积。


引用
评论
3
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
火星木条Nice
4个月0天前
3楼

不太理解为什么可以根据可使用角度的范围得出应用范围。若要达到冷凝或回流的目的话,蛇形球形冷凝管竖直使用就可以了。什么会对冷凝管的摆放角度有要求呢?(仪器组装后的高度差?)

引用
评论(1)
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
氟氩化氢
4个月0天前
4楼
引用在下松田诚一发表于1楼的内容
蛇型冷凝管不是回流用的。是和下斜事实蒸馏头搭配使用的。是用来冷凝低沸点物质。

我记得可以用来回流

引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
新黑火药
3个月29天前
5楼
引用火星木条Nice发表于3楼的内容
不太理解为什么可以根据可使用角度的范围得出应用范围。若要达到冷凝或回流的目的话,蛇形球形冷凝管竖直使...

蛇冷垂直放置冷凝效率最高,斜放也不是不可以,但可以想象,斜放后会有部分冷凝液积聚在弯管处,实际冷凝面积减少,冷凝效率下降。最后冷凝结束,为了弯管处的冷凝液流出,还是要把蛇冷垂直放置的,与其这样还不如一开始就垂直放啊。

引用
评论
3
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
可爱的叔丁基锂
3个月22天前
6楼

2759d0ba9f7041b5093301f06ad1c4ff_127420055.jpg 😂

引用
评论(1)
9
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
helium
2个月16天前 修改于 2个月16天前
7楼

这个就是增加换热表面积快速换热用的,就问为何冰箱的换热管要S型弯折排布,燃气热水器的换热器的管路也算这种结构。

引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
虎哥作者
2个月16天前 修改于 2个月16天前
8楼
引用helium发表于7楼的内容
这个就是增加换热表面积快速换热用的,就问为何冰箱的换热管要S型弯折排布,燃气热水器的换热器的管路也算...

这个道理都懂。问题是有必要搞这么长这么多圈吗,冷却液温差大一点不就行了,毕竟这个不是用来分馏用的,不需要精确的选择凝点。

引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
苯宝宝正辛酸
2个月13天前 修改于 2个月13天前
9楼

这东西不能用来冷凝比较稠的液体,稍微稠一点就会先把管子封住,等装置里面压力足够大,里面还没来得及冷却的蒸汽就会混着封住管子的液体一起冲出来,如此循环,产率成功降低百分之20。冷却液温差大些很费水的,长时间蒸馏,一大箱子水都会煮热,或许是增长蒸汽呆在里面的时间?这样可以减少蒸汽的损失。

引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
吾为宇宙
1个月14天前
10楼

理论上设计成螺旋管能够强化换热 IMG_20220520_222753.jpg

引用
评论(1)
7
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
虎哥作者
1个月13天前 修改于 1个月13天前
11楼

楼上各位对换热的性能做了许多说明,当然是好事。但我发这个帖子并不是谈这方面,也没必要谈这么浅显的道理,上面已经说过几次了。

最后再说明一次:增加两三摄氏度冷却水温差,恐怕比搞那么一堆蛇管有用。即使要蛇管,也费不着那么多圈,意思几圈就行了,到底多少圈合适可以算。除非冷却水只比凝点低0.1℃,或者接在气泵上流速巨高这类脑残情况,绕那么多圈是很离谱的。


引用
评论
1
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
RodTech
1个月13天前
12楼
引用虎哥发表于11楼的内容
楼上各位对换热的性能做了许多说明,当然是好事。但我发这个帖子并不是谈这方面,也没必要谈这么浅显的道理...

目测改成薄壁一点效果最好,水温降低效果也好,这个可以轻易有限元一下。


可能是吹科研玻璃的师傅在炫技。。我们这吹玻璃的很喜欢干这种事情,凭空捏造玻璃kf法兰什么的

引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
铅球脑袋
1个月13天前 修改于 1个月13天前
13楼

可能螺旋管是机器吹的,不值钱,多加点卖相好。学校领导报销时也爽快,这个魔神会知道。属于社会工程学优化。


引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
吾为宇宙
1个月10天前
14楼

    又查了查维基和国内的一些百科,常见的蛇形冷凝器分为葛氏冷凝管(Grahman condensor)和利氏冷凝管(Liebig condensor) . 

历史上叫Grahman 和Liebig 的著名化学家只有托马斯格雷姆(XXXXomas Graham)(1805~1869) 和尤斯图斯·冯· 李比希(Justus von Liebig)(1803-1873),后者为有机化学之父,但没有找到有关两人发明蛇形冷凝管的相关记录。但没有找到有关这两位发明冷凝管的相关记录。不过改良蒸汽机詹姆斯瓦特(1736-1819)发明了一种简易的直管型蒸汽冷凝器,考虑到他们活跃的年代,时间上倒也说得通。如果我们假设确实是格雷梅和李比希发明了这种冷凝器,那么有些事情就可以说得通了。

    一方面在他们活跃的19世纪上半叶,热力学方兴未艾,有关导热的傅里叶定律在1822年被提出,而相对复杂的对流换热问题,则要到19世纪末20世纪初才逐渐有相关成果。所以这两位发明者大概只是对传热有一些简单的认识,比如最基础的牛顿冷却公式,却没有更多的传热学工具进行计算。

    另外一方面,考虑到当时的技术水平不足,实验条件较差,用作冷却液最方便的估计就是随手可得的常温水了,像虎哥所说的冷却液温差大一点估计也不好实现。把管子弄的弯弯曲曲那么多圈估计也是为了尽可能多的获得液态物质。毕竟按当时的实验条件如果产物少了估计就测不出来了。

    至于为什么到现在还在使用,大概是当时的人感觉确实比较好用,大量生产,导致成本低廉,到了后来实验条件改善了也就没有换,把它作为传统流传下来了,毕竟诞生于炼金师之手的烧瓶之类的也一直沿用至今。这或许也是一种由沉没成本导致的惰性。



引用
评论
11
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
铅球脑袋
27天7时前 修改于 27天7时前
15楼

流传下来的,不见得是最合理的。

我就觉得酒精灯很不合理,使用时提心吊胆,总担心使用时不小心一甩手扫到地上,摔碎后一片火海。 或者点火灭火时突发爆炸。  明明是有一系列安全隐患, 然而这货却是实验室标配,全部中小学生推荐使用。 

酒精灯.png


可能有人可能维护说,酒精灯只要严格按照操作规定就可使用。 

可这货结构简单,太容易和其他火源的经验混淆,比如和蜡烛一样容易吹灭,和打火机,火锅炉一样容易移动。  就算再认真的人,难免也有溜号疏忽的时候。 酒精灯对违规操作严重后果,没有一点防护。


可能有人说,适当危机感能培养注意力,敦促学生时刻提高警惕,这更有教育意义! 问题是你了解注意力是什么吗?   牛顿搞科研时把怀表当鸡蛋煮了,如果牛顿总挂念着油盐酱醋,七个碟子八个碗。还有精力思考复杂抽象的微积分问题吗?  


可能有人说酒精灯如果改进,外面要加上防摔铁架,防爆网等。不容易清理复杂,污染实验室。可见问题比你想象的复杂,精细。我们好几千年前,就有人点酒精了,必然积累高深经验,好不容易流传至今。这都是祖宗之法,动不得。

不要把问题复杂化,神秘化,市面早就有结构很简单的不锈钢酒精灯,很容易清理。 真用于无尘环境,也不应该用棉纱灯芯。什么无尘环境都专用设备,不要随便套用于酒精灯上。


有人说,我们毕竟还穷。毕竟我们才改革开放30年,而美国等国从古希腊古马雅帝国算起都6000年了。 我们如今这样也不容易。 

问题再穷也不至给一个班级差几块钱。 火锅都普及了,还普及不起金属酒精灯吗? 而且我觉得固体酒精火锅炉设计明显都更合理,更安全。这是伴随现代化产业化所改进的, 实在不行,给每个学校配个火锅。


引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
虎哥作者
27天5时前
16楼
引用铅球脑袋发表于15楼的内容
流传下来的,不见得是最合理的。我就觉得酒精灯很不合理,使用时提心吊胆,总担心使用时不小心一甩手扫到地...

说起来,我确实有一次把酒精灯吹灭了,灭了以后找来盖子盖的时候才想起来哪里不对。

其实很多东西一大堆注意事项,本身就有不合理性。发展的趋势应该是“注意事项”越来越少。

引用
评论(1)
1
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论

想参与大家的讨论?现在就 登录 或者 注册

所属专业
上级专业
同级专业
文件下载
加载中...
{{errorInfo}}
{{downloadWarning}}
你在 {{downloadTime}} 下载过当前文件。
文件名称:{{resource.defaultFile.name}}
下载次数:{{resource.hits}}
上传用户:{{uploader.username}}
所需积分:{{costScores}},{{holdScores}}下载当前附件免费{{description}}
积分不足,去充值
文件已丢失

当前账号的附件下载数量限制如下:
时段 个数
{{f.startingTime}}点 - {{f.endTime}}点 {{f.fileCount}}
视频暂不能访问,请登录试试
仅供内部学术交流或培训使用,请先保存到本地。本内容不代表科创观点,未经原作者同意,请勿转载。
音频暂不能访问,请登录试试
支持的图片格式:jpg, jpeg, png
插入公式
评论控制
加载中...
文号:{{pid}}
投诉或举报
加载中...
{{tip}}
请选择违规类型:
{{reason.type}}

空空如也

加载中...
详情
详情
推送到专栏从专栏移除
设为匿名取消匿名
查看作者
回复
只看作者
加入收藏取消收藏
加入关注取消关注
折叠回复
置顶取消置顶
评学术分
鼓励
设为精选取消精选
建议修改
编辑
通过审核
评论控制
退修或删除
历史版本
违规记录
投诉或举报
加入黑名单移除黑名单
查看IP
{{format('YYYY/MM/DD HH:mm:ss', toc)}}