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高低温环境试验箱体设计的关键问题

作者: salmon范 编辑: 瑞凯仪器 来源: xh-studios.com 发布日期: 2020.04.17
    通过对高低温环境试验箱体的功能、设计要求、主要结构与功能实现方式的分析,可以得出试验箱体设计中的关键问题包括以下几个方面:

    1)高低温环境试验箱体的内框架在试验系统运行时需要经历高低温交变环境引起的热变形冲击,同时需要承担试验设备的各种机械载荷,工作条件复杂。试验箱体内框架直接暴露在试验环境中,为了减少试验系统的运行费用,内框架需尽量轻量化以减少自身热容。内框架的设计对高低温环境试验箱体的构建至关重要,需对内框架进行热-结构优化设计,以满足轻量化、强度刚度高、热疲劳性好的设计要求。此外,试验箱体内顶部、地面均设有静压室,对进口气体进行预混,以保证箱体内气体环境的均匀性。其中,下静压室铺设在工作地面下方,不仅需要保证地面具有一定的强度支撑地面试验设备,还需使地面的气体通过性能满足系统要求。同时,下静压室内部在试验工作中容易堆积粉尘、杂质等污染物,且污染物容易在试验过程中,上扬,进而对试验设备造成不良影响,所以下静压室的结构设计必须满足结构简单,质量轻便,容易清洁的特点。因此,下静压室的设计及性能分析也是试验箱体设计的重点。

恒温恒湿箱

    2)试验箱体内气体环境需要在-120℃~ 170℃范围内温度稳定控制,且满足3~ 10℃/min的快速升降温速率,对试验箱体的送回风系统提出了较高要求。试验箱体内部环境的温度剧烈变化,导致箱体的冷热负荷在试验系统动态工况中出现巨大的变化,因此需要对箱体各个温度下的稳态冷热负荷与动态冷热负荷进行分析,以设计试验系统冷热源的容量以及风机容量。另外,还需对试验箱体各个工况下的稳态和动态风量进行计算分析,为箱体内环境温度的有效和稳定控制提供理论基础。
    3)试验箱体在承担样品试验的过程中需保持一定温度均匀性,而温度均匀性控制除了与送风温度、送风速度有关,还受上、下静压室结构形式的影响。由于温度分层产生的密度差,重力对试验箱体内的流场会产生较大的影响,因此需要对箱体内部在高温工况与低温工况下的流场、温场进行数值模拟分析,以进一-步优化系统的送风量与上下静压室的结构。
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