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氣候環(huán)境試驗箱溫度均勻性如何提高

時間:2014/11/22閱讀:416
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 1、減小送風(fēng)溫差和加大送風(fēng)量
  
  送風(fēng)溫差和送風(fēng)量的大小取決于冷負(fù)荷(對低溫試驗箱)或熱負(fù)荷(對高溫試驗箱)的大小。以低溫箱為例,當(dāng)?shù)蜏叵湟烟幱谀骋坏蜏叵碌暮銣貭顟B(tài)時,此時的冷負(fù)荷應(yīng)與送人工作室風(fēng)的制冷量相等,即
  
  Q=V/3600·ρ·γ·△t(w)
  
  ∴V=3600Q/·ρ·γ·△t(m3/h)
  
  式中V送風(fēng)量(m3/h)
  
  ρ干空氣的密度(kg/m3)
  
  γ空氣的定壓比熱(J/kg·℃)
  
  △t送風(fēng)溫差,等于出風(fēng)口溫度減工作室溫度(℃)
  
  Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6
  
  式中Q1箱體圍護結(jié)構(gòu)傳熱產(chǎn)生的冷負(fù)荷(w)
  
  Q2觀察窗、穿線孔等局部傳熱的冷負(fù)荷(w)
  
  Q3風(fēng)機轉(zhuǎn)動由機械能轉(zhuǎn)為熱能的冷負(fù)荷(w)
  
  Q4照明燈發(fā)熱而產(chǎn)生的冷負(fù)荷(w)
  
  Q5發(fā)熱試品,由于工作時發(fā)熱而產(chǎn)生的冷負(fù)荷(w)
  
  Q6其它冷負(fù)荷(w)
  
  Q總的冷負(fù)荷(w)
  
  在一定的恒溫狀態(tài)下,ρ、γ為常數(shù),送風(fēng)量與送風(fēng)溫差成反比,為了提高箱內(nèi)溫度均勻性和減小溫度波動,就需減小At,從而增加送風(fēng)量v。但是,△t過小則v會太大,從而增加運行費。或使箱內(nèi)的風(fēng)速過高,不符合試驗方法標(biāo)準(zhǔn)的要求。一般送風(fēng)溫差可取△t=1~3℃為宜。
  
  對于高溫試驗箱,道理是一樣的。公式(1)仍適用,只是冷負(fù)荷改為熱負(fù)荷,而熱負(fù)荷所包含的內(nèi)容有所變化而已。
  
  2、提高試驗箱結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性、完善性。盡量作到結(jié)構(gòu)對稱,如左右、上、下風(fēng)道;如用兩臺風(fēng)機,應(yīng)采用一臺左旋一臺右旋,使出風(fēng)均勻。如有必要,可在出風(fēng)口安裝調(diào)風(fēng)板,調(diào)節(jié)風(fēng)向,使箱內(nèi)溫度均勻;注意箱體的密封性,防止局部漏氣,選擇優(yōu)良性能的保溫隔熱材料,足夠的保溫層厚度以減少熱損失;箱體內(nèi)膽與外殼之間的連接件應(yīng)有熱隔離措施以減少局部漏熱。從公式(1)可以看到減小冷負(fù)荷(或熱負(fù)荷)Q就可以減小送風(fēng)量,或減小送風(fēng)溫差。
  
  3、在試驗方法標(biāo)準(zhǔn)允許條件下提高風(fēng)速,以增強空氣在箱內(nèi)的流動,消除死區(qū),從而使箱內(nèi)的溫度較為均勻。對某些要求風(fēng)量大而風(fēng)速小的試驗箱,如冰箱試驗室,可采用箱頂孔板送風(fēng),從而達(dá)到風(fēng)速小,風(fēng)量大室內(nèi)溫度均勻的目的。
  
  4、在使用試驗箱時要特別注意試品的體積、重量,以及在試驗箱工作空間的擺放位置,有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定試品總體積小于工作室的1/5,以留出足夠的通風(fēng)空間,試品的總重量為50~80kg/m3,在各迎風(fēng)面上試品的面積小于諒迎風(fēng)截面積的1/3,以利于風(fēng)的流動。這些規(guī)定對于箱內(nèi)溫度均勻,溫度偏差不超過標(biāo)準(zhǔn)要求起到很好的作用。
  
  5、提高試驗箱的控制精度,減小溫度波動度,從而可減小溫度偏差。對于高溫試驗箱,對加熱功率進行P1D連續(xù)調(diào)節(jié)可以減小溫度波動。對于低溫試驗箱,為了減小溫度波動,通常采用熱平衡方法控溫,即達(dá)到設(shè)定溫度后,制冷機仍常開,而用受控的加熱功率來平衡多余的制冷量。為了避免過大的冷熱沖擊,浪費太多能源,常采用調(diào)節(jié)制冷量的措施,減小恒溫時的制冷量,從而所需平衡的加熱量就會減少,這樣就節(jié)省了能量,又提高了控制精度。
  
  溫度傳感器的位置對控制精度有較大影響。為了使其感溫反應(yīng)靈敏,一般將傳感器置于出風(fēng)口附近,從而可提高控制精度,減小溫度波動度,zui終減小溫度偏差。
  
  6、調(diào)整溫度場中值,可以減小溫度偏差:溫度上偏差和溫度下偏差常常是不相等的,如果此時溫度上偏差或下偏差超過允許偏差,但上、下偏差之差的二分之一仍小于允許偏差時,則可對設(shè)備的溫度場進行適當(dāng)調(diào)整,從而使調(diào)整后的溫度偏差小于允許偏差。
  
  CB/T5170.2—1996《電工電于產(chǎn)品環(huán)境試驗設(shè)備基本參數(shù)檢定方法、溫度試驗設(shè)備》8.2.1.1中有“在檢定過程中,如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備工作空間溫度上偏差或下偏差超出允許偏差值時,應(yīng)檢查溫度場中值是否偏離標(biāo)稱值,若偏離標(biāo)稱值應(yīng)對設(shè)備溫度場進行調(diào)整”,調(diào)整值按下式:
  
  △Ta=Tm-TN(2)
  
  Tm=(Tmax+Tmin)/2(3)
  
  式中△Ta溫度場調(diào)整值,℃;
  
  Tm溫度場中值,℃;
  
  TN標(biāo)稱溫度值,℃;
  
  Tmax各測試點在30min(或24h)內(nèi)的實測zui高溫度值,℃;
  
  Tmin各測試點在30min(或24h)內(nèi)的實測zui低溫度值,℃。
  
  但以上調(diào)整,必須在上、下偏差之差的二分之一小于允許偏差,即
  
 ?。ā鱐max△Tmin)/2<1△T1(4)
  
  由△Tmax=△Tmax-Tn,△Tmin=△Tmin-Tn代人上式
  
  得:(Tmax-TN)-(Tmin-TN)/2=(Tmax-Tmin)/2<1△T1(5)
  
  式中1△T1允許偏差;℃;
  
  △Tmax溫度上偏差,℃;
  
  △Tmin溫度下偏差;℃。
  
  zui后得出必須zui高溫度與zui低溫度之差的一半小于允許偏差,調(diào)整溫場才有意義,調(diào)整后的偏差才會小于允許偏差。

      

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