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高低溫環境試驗箱體設計的關鍵問題

作者: salmon范 編輯: 瑞凱儀器 來源: www.upagv.cn 發布日期: 2020.04.17
    通過對高低溫環境試驗箱體的功能、設計要求、主要結構與功能實現方式的分析,可以得出試驗箱體設計中的關鍵問題包括以下幾個方面:

    1)高低溫環境試驗箱體的內框架在試驗系統運行時需要經歷高低溫交變環境引起的熱變形沖擊,同時需要承擔試驗設備的各種機械載荷,工作條件復雜。試驗箱體內框架直接暴露在試驗環境中,為了減少試驗系統的運行費用,內框架需盡量輕量化以減少自身熱容。內框架的設計對高低溫環境試驗箱體的構建至關重要,需對內框架進行熱-結構優化設計,以滿足輕量化、強度剛度高、熱疲勞性好的設計要求。此外,試驗箱體內頂部、地面均設有靜壓室,對進口氣體進行預混,以保證箱體內氣體環境的均勻性。其中,下靜壓室鋪設在工作地面下方,不僅需要保證地面具有一定的強度支撐地面試驗設備,還需使地面的氣體通過性能滿足系統要求。同時,下靜壓室內部在試驗工作中容易堆積粉塵、雜質等污染物,且污染物容易在試驗過程中,上揚,進而對試驗設備造成不良影響,所以下靜壓室的結構設計必須滿足結構簡單,質量輕便,容易清潔的特點。因此,下靜壓室的設計及性能分析也是試驗箱體設計的重點。

恒溫恒濕箱

    2)試驗箱體內氣體環境需要在-120℃~ 170℃范圍內溫度穩定控制,且滿足3~ 10℃/min的快速升降溫速率,對試驗箱體的送回風系統提出了較高要求。試驗箱體內部環境的溫度劇烈變化,導致箱體的冷熱負荷在試驗系統動態工況中出現巨大的變化,因此需要對箱體各個溫度下的穩態冷熱負荷與動態冷熱負荷進行分析,以設計試驗系統冷熱源的容量以及風機容量。另外,還需對試驗箱體各個工況下的穩態和動態風量進行計算分析,為箱體內環境溫度的有效和穩定控制提供理論基礎。
    3)試驗箱體在承擔樣品試驗的過程中需保持一定溫度均勻性,而溫度均勻性控制除了與送風溫度、送風速度有關,還受上、下靜壓室結構形式的影響。由于溫度分層產生的密度差,重力對試驗箱體內的流場會產生較大的影響,因此需要對箱體內部在高溫工況與低溫工況下的流場、溫場進行數值模擬分析,以進一-步優化系統的送風量與上下靜壓室的結構。
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