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高低溫箱如何提供均勻性

更新時間:2014-07-01 點擊量:2424

                                                高低溫箱如何提供均勻性
溫度均勻性減小溫度偏差的一些方法
 
1、減小送風溫差和加大送風量
 
送風溫差和送風量的大小取決于冷負荷(對低溫試驗箱)或熱負荷(對高溫試驗箱)的大小。以低溫箱為例,當?shù)蜏叵湟烟幱谀骋坏蜏叵碌暮銣貭顟B(tài)時,此時的冷負荷應與送人工作室風的制冷量相等,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送風溫差,等于出風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)生的冷負荷(w)
 
Q2觀察窗、穿線孔等局部傳熱的冷負荷(w)
 
Q3風機轉(zhuǎn)動由機械能轉(zhuǎn)為熱能的冷負荷(w)
 
Q4照明燈發(fā)熱而產(chǎn)生的冷負荷(w)
 
Q5發(fā)熱試品,由于工作時發(fā)熱而產(chǎn)生的冷負荷(w)
 
Q6其它冷負荷(w)
 
Q總的冷負荷(w)
 
在一定的恒溫狀態(tài)下,ρ、γ為常數(shù),送風量與送風溫差成反比,為了提高箱內(nèi)溫度均勻性和減小溫度波動,就需減小At,從而增加送風量v。但是,△t過小則v會太大,從而增加運行費?;蚴瓜鋬?nèi)的風速過高,不符合試驗方法標準的要求。一般送風溫差可取△t=1~3℃為宜。
 
對于高溫試驗箱,道理是一樣的。公式(1)仍適用,只是冷負荷改為熱負荷,而熱負荷所包含的內(nèi)容有所變化而已。
 
2、提高試驗箱結(jié)構(gòu)設計的合理性、完善性。盡量作到結(jié)構(gòu)對稱,如左右、上、下風道;如用兩臺風機,應采用一臺左旋一臺右旋,使出風均勻。如有必要,可在出風口安裝調(diào)風板,調(diào)節(jié)風向,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)可以看到減小冷負荷(或熱負荷)Q就可以減小送風量,或減小送風溫差。
 
3、在試驗方法標準允許條件下提高風速,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。對某些要求風量大而風速小的試驗箱,如冰箱試驗室,可采用箱頂孔板送風,從而達到風速小,風量大室內(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)標準規(guī)定試品總體積小于工作室的1/5,以留出足夠的通風空間,試品的總重量為50~80kg/m3,在各迎風面上試品的面積小于諒迎風截面積的1/3,以利于風的流動。這些規(guī)定對于箱內(nèi)溫度均勻,溫度偏差不超過標準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,即達到設定溫度后,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。為了使其感溫反應靈敏,一般將傳感器置于出風口附近,從而可提高控制精度,減小溫度波動度,Z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,則可對設備的溫度場進行適當調(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)境試驗設備基本參數(shù)檢定方法、溫度試驗設備》8.2.1.1中有“在檢定過程中,如果發(fā)現(xiàn)設備工作空間溫度上偏差或下偏差超出允許偏差值時,應檢查溫度場中值是否偏離標稱值,若偏離標稱值應對設備溫度場進行調(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標稱溫度值,℃;
 
Tmax各測試點在30min(或24h)內(nèi)的實測Z高溫度值,℃;
 
Tmin各測試點在30min(或24h)內(nèi)的實測Z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
 
(△Tmax△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△T 1  (5)
 
式中1△T 1允許偏差;℃;
 
△Tmax溫度上偏差,℃;
 
△Tmin溫度下偏差;℃。
 
Z后得出必須Z高溫度與Z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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