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高低溫環(huán)境試驗箱體設計的關鍵問題

作者: salmon范 編輯: 瑞凱儀器 來源: shengyiguangdian.cn 發(fā)布日期: 2020.04.17
    通過對高低溫環(huán)境試驗箱體的功能、設計要求、主要結(jié)構與功能實現(xiàn)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(huán)境試驗箱體的內(nèi)框架在試驗系統(tǒng)運行時需要經(jīng)歷高低溫交變環(huán)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(nèi)框架直接暴露在試驗環(huán)境中,為了減少試驗系統(tǒng)的運行費用,內(nèi)框架需盡量輕量化以減少自身熱容。內(nèi)框架的設計對高低溫環(huán)境試驗箱體的構建至關重要,需對內(nèi)框架進行熱-結(jié)構優(yōu)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(nèi)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(nèi)氣體環(huán)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(tǒng)要求。同時,下靜壓室內(nèi)部在試驗工作中容易堆積粉塵、雜質(zhì)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(jié)構設計必須滿足結(jié)構簡單,質(zhì)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(nèi)氣體環(huán)境需要在-120℃~ 170℃范圍內(nèi)溫度穩(wěn)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(tǒng)提出了較高要求。試驗箱體內(nèi)部環(huán)境的溫度劇烈變化,導致箱體的冷熱負荷在試驗系統(tǒng)動態(tài)工況中出現(xiàn)巨大的變化,因此需要對箱體各個溫度下的穩(wěn)態(tài)冷熱負荷與動態(tài)冷熱負荷進行分析,以設計試驗系統(tǒng)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(wěn)態(tài)和動態(tài)風量進行計算分析,為箱體內(nèi)環(huán)境溫度的有效和穩(wěn)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(jié)構形式的影響。由于溫度分層產(chǎn)生的密度差,重力對試驗箱體內(nèi)的流場會產(chǎn)生較大的影響,因此需要對箱體內(nèi)部在高溫工況與低溫工況下的流場、溫場進行數(shù)值模擬分析,以進一-步優(yōu)化系統(tǒng)的送風量與上下靜壓室的結(jié)構。
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