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高低溫環境試驗箱體設計的關鍵問題

作者： salmon范(fan) 編輯：瑞(rui)凱儀(yi)器來(lai)源(yuan)： bibil.cn 發布(bu)日期(qi)： 2020.04.17

通過對高低溫環境試驗箱(xiang)體的(de)功能(neng)、設計要(yao)求、主(zhu)要(yao)結構與功能(neng)實(shi)現方(fang)式的(de)分析，可以(yi)得出試驗箱體設計中(zhong)的(de)關鍵(jian)問題包括以(yi)下幾個(ge)方(fang)面：

1)高低溫環境試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)箱(xiang)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)內框(kuang)架在(zai)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)系統(tong)(tong)運(yun)(yun)行時需要(yao)經歷高低溫交變(bian)環境引起(qi)的(de)(de)(de)熱(re)變(bian)形沖擊，同時需要(yao)承(cheng)擔試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)設(she)備的(de)(de)(de)各種機(ji)械(xie)載荷，工作條件復雜。試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)箱(xiang)體(ti)(ti)(ti)內框(kuang)架直(zhi)接(jie)暴露在(zai)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)環境中(zhong)，為了減(jian)少(shao)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)運(yun)(yun)行費用，內框(kuang)架需盡量輕量化(hua)以減(jian)少(shao)自身熱(re)容(rong)。內框(kuang)架的(de)(de)(de)設(she)計對(dui)高低溫環境試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)箱(xiang)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)構(gou)建至關重(zhong)要(yao)，需對(dui)內框(kuang)架進(jin)行熱(re)-結構(gou)優化(hua)設(she)計，以滿(man)(man)足(zu)輕量化(hua)、強(qiang)度(du)剛度(du)高、熱(re)疲勞(lao)性(xing)(xing)好的(de)(de)(de)設(she)計要(yao)求(qiu)。此外，試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)箱(xiang)體(ti)(ti)(ti)內頂部(bu)、地(di)(di)(di)面(mian)均(jun)設(she)有(you)靜(jing)(jing)壓(ya)室(shi)，對(dui)進(jin)口氣體(ti)(ti)(ti)進(jin)行預(yu)混(hun)，以保證(zheng)箱(xiang)體(ti)(ti)(ti)內氣體(ti)(ti)(ti)環境的(de)(de)(de)均(jun)勻性(xing)(xing)。其中(zhong)，下(xia)(xia)靜(jing)(jing)壓(ya)室(shi)鋪設(she)在(zai)工作地(di)(di)(di)面(mian)下(xia)(xia)方，不僅需要(yao)保證(zheng)地(di)(di)(di)面(mian)具有(you)一定的(de)(de)(de)強(qiang)度(du)支撐(cheng)地(di)(di)(di)面(mian)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)設(she)備，還需使地(di)(di)(di)面(mian)的(de)(de)(de)氣體(ti)(ti)(ti)通(tong)過性(xing)(xing)能滿(man)(man)足(zu)系統(tong)(tong)要(yao)求(qiu)。同時，下(xia)(xia)靜(jing)(jing)壓(ya)室(shi)內部(bu)在(zai)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)工作中(zhong)容(rong)易(yi)堆積粉(fen)塵、雜質等污(wu)染物，且污(wu)染物容(rong)易(yi)在(zai)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)過程(cheng)中(zhong)，上揚，進(jin)而對(dui)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)設(she)備造成不良影響，所以下(xia)(xia)靜(jing)(jing)壓(ya)室(shi)的(de)(de)(de)結構(gou)設(she)計必(bi)須滿(man)(man)足(zu)結構(gou)簡單，質量輕便，容(rong)易(yi)清(qing)潔的(de)(de)(de)特點(dian)(dian)。因此，下(xia)(xia)靜(jing)(jing)壓(ya)室(shi)的(de)(de)(de)設(she)計及性(xing)(xing)能分(fen)析(xi)也是試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)箱(xiang)體(ti)(ti)(ti)設(she)計的(de)(de)(de)重(zhong)點(dian)(dian)。

2)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)箱(xiang)體內(nei)氣體環(huan)境(jing)需(xu)要在-120℃~ 170℃范圍內(nei)溫(wen)度(du)(du)(du)穩定(ding)控制，且滿足3~ 10℃/min的(de)快速升降溫(wen)速率，對試(shi)驗(yan)(yan)(yan)箱(xiang)體的(de)送(song)回風(feng)系(xi)統(tong)提出了(le)較(jiao)高(gao)要求。試(shi)驗(yan)(yan)(yan)箱(xiang)體內(nei)部環(huan)境(jing)的(de)溫(wen)度(du)(du)(du)劇烈變化，導致箱(xiang)體的(de)冷熱負(fu)(fu)荷在試(shi)驗(yan)(yan)(yan)系(xi)統(tong)動態(tai)工況中出現巨大的(de)變化，因(yin)此需(xu)要對箱(xiang)體各(ge)個溫(wen)度(du)(du)(du)下的(de)穩態(tai)冷熱負(fu)(fu)荷與(yu)動態(tai)冷熱負(fu)(fu)荷進(jin)(jin)行分析(xi)，以設計(ji)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)系(xi)統(tong)冷熱源的(de)容量(liang)以及風(feng)機容量(liang)。另外(wai)，還(huan)需(xu)對試(shi)驗(yan)(yan)(yan)箱(xiang)體各(ge)個工況下的(de)穩態(tai)和(he)動態(tai)風(feng)量(liang)進(jin)(jin)行計(ji)算分析(xi)，為箱(xiang)體內(nei)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)(du)(du)的(de)有效和(he)穩定(ding)控制提供理論(lun)基礎。
3)試驗(yan)箱體在承擔樣品試驗(yan)的(de)(de)(de)(de)過程中需保持一定(ding)溫(wen)度(du)(du)(du)均勻性,而溫(wen)度(du)(du)(du)均勻性控制除了(le)與(yu)送風(feng)溫(wen)度(du)(du)(du)、送風(feng)速度(du)(du)(du)有關，還(huan)受上(shang)、下(xia)靜壓(ya)室(shi)結構形式的(de)(de)(de)(de)影響。由于溫(wen)度(du)(du)(du)分層產生的(de)(de)(de)(de)密度(du)(du)(du)差，重力對試驗(yan)箱體內的(de)(de)(de)(de)流(liu)場會產生較大的(de)(de)(de)(de)影響，因(yin)此需要對箱體內部在高溫(wen)工況與(yu)低溫(wen)工況下(xia)的(de)(de)(de)(de)流(liu)場、溫(wen)場進(jin)行數值模擬分析，以進(jin)一-步優化系統的(de)(de)(de)(de)送風(feng)量與(yu)上(shang)下(xia)靜壓(ya)室(shi)的(de)(de)(de)(de)結構。

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