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,當低溫箱已處于某一低溫下的恒溫狀態(tài)時(shí),此時(shí)的冷負荷應與送人工作室風(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箱體圍護結構傳熱產(chǎn)生的冷負荷(w)
Q2觀(guān)察窗、穿線(xiàn)孔等局部傳熱的冷負荷(w)
Q3風(fēng)機轉動(dòng)由機械能轉為熱能的冷負荷(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(shí)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,送風(fēng)量與送風(fēng)溫差成反比,為了提高箱內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,從而增加運行費?;蚴瓜鋬鹊娘L(fēng)速過(guò)高,不符合試驗方法標準的要求。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,只是冷負荷改為熱負荷,而熱負荷所包含的內容有所變化而已。
2、提高試驗箱結構設計的合理性、完善性。盡量作到結構對稱(chēng),如左右、上、下風(fēng)道;如用兩臺風(fēng)機,應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)口安裝調風(fēng)板,調節風(fēng)向,使箱內溫度均勻;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(fēng)量,或減小送風(fēng)溫差。
3、在試驗方法標準允許條件下提高風(fēng)速,以增強空氣在箱內的流動(dòng),消除死區,從而使箱內的溫度較為均勻。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),從而達到風(fēng)速小,風(fēng)量大室內溫度均勻的目的。
4、在使用試驗箱時(shí)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)。這些規定對于箱內溫度均勻,溫度偏差不超過(guò)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(dòng)度,從而可減小溫度偏差。對于高溫試驗箱,對加熱功率進(jìn)行P1D連續調節可以減小溫度波動(dòng)。對于低溫試驗箱,為了減小溫度波動(dòng),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(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,浪費太多能源,常采用調節制冷量的措施,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(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),則可對設備的溫度場(chǎng)進(jìn)行適當調整,從而使調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檢定方法、溫度試驗設備》8.2.1.1中有“在檢定過(guò)程中,如果發(fā)現設備工作空間溫度上偏差或下偏差超出允許偏差值時(shí),應檢查溫度場(chǎng)中值是否偏離標稱(chēng)值,若偏離標稱(chēng)值應對設備溫度場(chǎng)進(jìn)行調整”,調整值按下式:
△Ta=Tm-TN(2)
Tm=(Tmax+Tmin)/2(3)
式中△Ta溫度場(chǎng)調整值,℃;
Tm溫度場(chǎng)中值,℃;
TN標稱(chēng)溫度值,℃;
Tmax各測試點(diǎn)在30min(或24h)內的實(shí)測zui高溫度值,℃;
Tmin各測試點(diǎn)在30min(或24h)內的實(shí)測zui低溫度值,℃。
但以上調整,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,調整溫場(chǎng)才有意義,調整后的偏差才會(huì )小于允許偏差。
以上是海達儀器對氣候環(huán)境試驗箱(室)溫度均勻性有關(guān)問(wèn)題的粗略論述,僅供參考,歡迎指正。