各实验室用炉都是按工业炉的一般原理来设计的。实验室用炉和工业炉的区别仅仅是大小和所需的温度控制程度的不同。在设计时可能会遇到对气氛控制的特殊需求、加料和出料方式以及各种探测器的安防位置等问题,在某些情况下,这些条件再加上非常高的操作温度,使设计增加许多困难。
实验室所用的通常是电炉,因为电炉最需要清洁且最易控制,凡是需要灵活性,特别是要将相当大的空间加热到相当高的温度时可使用煤气。用煤气或油可以达到意想不到的效果,但会产生许多的噪音,并且如果不使用马弗罩,就不能更好的控制气氛。
大多数实验室电炉都使用电阻加热。昂贵的材料像铂、铑、钨和碳化硅可用作极高温度的工作。在2000度工作条件下找出一种电阻原件比找一种安置这种原件的耐火材料容易。如果条件允许,最好避免使用耐火材料固定件。在中温和低温使用需求下,镍铬合金和铬铝钴耐热钢类型电阻原件已被广泛使用。
对于高温操作,感应炉是非常有效的,它操作迅速、清洁。在真空或缺少控制气氛下操作都是理想的。然而要精准控制温度却不容易。此类工业炉适合熔炼少量钢和其他合金。实验室电源通常使用活化放电器或电子管震器的频率转换器。使频率升高到100000赫兹。在金属炉料或适当的磁屏上可以产生感应二次电流。然后靠辐射把热量传给炉料,不需要靠电力传导。
实验室用炉的耐火材料也是各种各样的,不过玻璃质的二氧化硅和高铝陶瓷能满足大多数场合需要。超过1350度时,耐火材料应从硅线石、莫来石和钢玉石中选择。
实验室用炉的设计需要进行一些实验,而不可推测需要用多大功率才能达到所需温度。输入功率与加热空间的大小、工作温度以及炉子的隔热质量有关。由于有必要将实验用炉一端敞开工作,或用探测仪器从高温区导出,有时会使热效率降低。一般情况下是,在有利条件下,一个直径25MM管式炉在1000度时需要大约1/2KW,而一个直径75MM的管式炉在1500度时需要3或4KW.
为了在比其他大得多的整个管式炉的长度方向上得到均匀温度,必须采取措施,例如分段缠绕炉子;沿轴线安装辐射挡板,可能时用导热垫片。