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提高氣候環(huán)境試驗(yàn)箱溫度均勻性的小技巧
更新日期:2013-06-03   點(diǎn)擊次數(shù):1429次

  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(duì)低溫試驗(yàn)箱)或熱負(fù)荷(對(duì)高溫試驗(yàn)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(shí),此時(shí)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(hù)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(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)由機(jī)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(shí)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(dòng),就需減小At,從而增加送風(fēng)量v。但是,△t過(guò)小則v會(huì)太大,從而增加運(yùn)行費(fèi)?;蚴瓜鋬?nèi)的風(fēng)速過(guò)高,不符合試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)的要求。一般送風(fēng)溫差可取△t=1~3℃為宜。

  

  對(duì)于高溫試驗(yàn)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(yàn)箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性、完善性。盡量作到結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng),如左右、上、下風(fēng)道;如用兩臺(tái)風(fēng)機(jī),應(yīng)采用一臺(tái)左旋一臺(tái)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(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)允許條件下提高風(fēng)速,以增強(qiáng)空氣在箱內(nèi)的流動(dòng),消除死區(qū),從而使箱內(nèi)的溫度較為均勻。對(duì)某些要求風(fēng)量大而風(fēng)速小的試驗(yàn)箱,如冰箱試驗(yàn)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(yàn)箱時(shí)要特別注意試品的體積、重量,以及在試驗(yàn)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(dòng)。這些規(guī)定對(duì)于箱內(nèi)溫度均勻,溫度偏差不超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求起到很好的作用。

  

  5、提高試驗(yàn)箱的控制精度,減小溫度波動(dòng)度,從而可減小溫度偏差。對(duì)于高溫試驗(yàn)箱,對(duì)加熱功率進(jìn)行P1D連續(xù)調(diào)節(jié)可以減小溫度波動(dòng)。對(duì)于低溫試驗(yàn)箱,為了減小溫度波動(dòng),通常采用熱平衡方法控溫,即達(dá)到設(shè)定溫度后,制冷機(jī)仍常開(kāi),而用受控的加熱功率來(lái)平衡多余的制冷量。為了避免過(guò)大的冷熱沖擊,浪費(fèi)太多能源,常采用調(diào)節(jié)制冷量的措施,減小恒溫時(shí)的制冷量,從而所需平衡的加熱量就會(huì)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(duì)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(dòng)度,zui終減小溫度偏差。

  

  6、調(diào)整溫度場(chǎng)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(shí)溫度上偏差或下偏差超過(guò)允許偏差,但上、下偏差之差的二分之一仍小于允許偏差時(shí),則可對(duì)設(shè)備的溫度場(chǎng)進(jìn)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(yàn)設(shè)備基本參數(shù)檢定方法、溫度試驗(yàn)設(shè)備》8.2.1.1中有“在檢定過(guò)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(shí),應(yīng)檢查溫度場(chǎng)中值是否偏離標(biāo)稱(chēng)值,若偏離標(biāo)稱(chēng)值應(yīng)對(duì)設(shè)備溫度場(chǎng)進(jìn)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(chǎng)調(diào)整值,℃;

  

  Tm溫度場(chǎng)中值,℃;

  

  TN標(biāo)稱(chēng)溫度值,℃;

  

  Tmax各測(cè)試點(diǎn)在30min(或24h)內(nèi)的實(shí)測(cè)zui高溫度值,℃;

  

  Tmin各測(cè)試點(diǎn)在30min(或24h)內(nèi)的實(shí)測(cè)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(chǎng)才有意義,調(diào)整后的偏差才會(huì)小于允許偏差。

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