1,、容積的選擇
將被試產品(元器件,、組件、部件或整機)置入氣候環(huán)境箱進行試驗時,,為了保證被試產品周圍氣氛能滿足試驗規(guī)范所規(guī)定的環(huán)境試驗條件,氣候箱工作尺寸與被試產品外廓尺寸之間應遵循以下幾點規(guī)定:
a) 被試產品的體積(W×D×H)不得超過試驗箱有效工作空間的(20~35)%(推薦選用20%),。對于在試驗中發(fā)熱的產品推薦選用不大于10%,。
b) 被試產品的迎風斷面積與該斷面上試驗箱工作室總面積之比不大于(35~50)%(推薦選用35%),。
c) 被試產品外廓表面距試驗箱壁的距離至少保持100~150mm,(推薦選用150mm),。
上述三點規(guī)定實際上是相互依存和統(tǒng)一的。以1立方米正方體箱子為例,,面積比為1:(0.35~0.5)相當于體積之比為1:(0.207~0.354)。距箱壁100~150mm相當于體積之比為1:(0.343~0.512),。
總括上述三點規(guī)定,氣候環(huán)境試驗箱的工作腔容積至少應是被試產品外廓體積的3~5倍,。作出這種規(guī)定的理由有以下幾點:
1〕 被試驗件置入箱體后擠占了流暢的通道,,通道變窄將導致氣流流速的增加。加速氣流與被試驗件之間的熱交換,。這與環(huán)境條件的再現(xiàn)不符,,因為在有關標準中對涉及溫度環(huán)境試驗都規(guī)定試驗箱內試驗樣件周圍的空氣流速不應超過1.7m/s,以防止試驗樣件和周圍氣氛產生不符合實際的熱傳導,。在空載時試驗箱內平均風速為0.6~0.8m/s,,不超過1m/s,滿足a)、b)兩點要求所規(guī)定的空間及面積比時,,流場的風速可能增大(50~100)%,,平均zui高風速為(1~1.7)m/s。滿足標準規(guī)定的要求,。如果在試驗中不加限制地加大試驗件的體積或迎風斷面積,,則實際試驗時氣流風速將增大到超出試驗標準所規(guī)定的zui高風速,其試驗結果的有效性將受到懷疑,。
2〕 氣候箱工作腔內環(huán)境參數(shù)〔如溫度,、濕度、鹽霧沉降率等〕的精度指標都是在空載狀態(tài)下檢測的結果,,一旦置入被試驗件后,,對試驗箱工作腔內環(huán)境參數(shù)的均勻性將產生影響,試驗件占有的空間越大,,這種影響也就越嚴重,。實測試驗數(shù)據(jù)表明,流場中迎風面與背風面的溫差可達到3~8℃,,嚴重時可大到10℃以上,。因此,必須盡量滿足a〕,、b〕兩項要求,,以保證被試產品周圍環(huán)境參數(shù)的均勻性。
3〕 根據(jù)熱傳導的原理,,箱壁附近氣流的溫度通常與流場中心溫度相差2~3℃,,在高低溫的上下*,還可能達到5℃,。箱壁的溫度與箱壁附近流場的溫度又相差2~3℃(視箱壁的結構和材料而定)試驗溫度與外界大氣環(huán)境相差越大,,上述溫差也越大,因此,,距箱壁(100~150mm)距離內的空間是不可利用空間,。
2、溫度范圍的選擇
目前,,國外溫度試驗箱的范圍大體上為-73~+177℃,,或-70~+180℃。國內多數(shù)廠家一般為-80~+130℃,,-60~+130℃,,-40~+130℃,,也有高溫到150℃,。這些溫度范圍通常可以滿足國內絕大多數(shù)軍用、民用產品溫度試驗的需要,,除非確有特殊需要,,如安裝位置靠近發(fā)動機等熱源的產品外,不可盲目提高溫度上限,。因為上限溫度越高,,箱體內外的溫差越大,箱體內部流場的均勻性也越差,??衫玫墓ぷ魇殷w積也就越小。另一方面,,上限溫度值越高,,對箱壁夾層中保溫材料(如玻璃棉等 )的耐熱性要求越高。箱體密封性的要求也越高,,使箱體的制作成本增加,。
3、濕度范圍的選擇
國內外環(huán)境試驗箱給出的濕度指標大都是20~98%RH或30~98%RH,,如果濕熱試驗箱沒有除濕系統(tǒng),,則濕度范圍為60~98%,這一類試驗箱只能做高濕試驗,,但它的價格低得多,。值得注意的是在濕度指標后面應該注明相應的溫度范圍,或給出zui低露點溫度,。因為相對濕度是與溫度直接相關的,,對于同樣的含濕量,溫度越高,,相對濕度就越小,,如含濕量為5g/Kg(指1公斤干空氣中含有5克的水蒸汽),當溫度為29℃時,,相對濕度為20%RH,,溫度為6℃時,相對濕度為90%RH,,當溫度降至4℃以下,,相對濕度超過100%,在箱體內會出現(xiàn)結露現(xiàn)象,。
實現(xiàn)高溫,、高濕只需要往箱體空氣中噴水蒸汽或霧化的水珠,進行加濕,。低溫低濕則相對難于控制,,因為此時的含濕量很低,,有時比大氣中的含濕量低很多,需要對箱體內流動的空氣除濕,,使空氣變得干燥,。目前國內外絕大多數(shù)的溫濕度箱都采用制冷除濕的原理,是在箱體的空氣預調室內加一組制冷光管,。當濕空氣經過冷管時,,其相對濕度會達到100%RH,因空氣飽和在光管上結露,,使空氣變得更干燥,。這種除濕方式理論上可達到零度以下的露點溫度,但是當冷點表面溫度到達0℃時,,光管表面結露的水滴會結冰,,從而影響光管表面的熱交換,使除濕能力下降,。又因為箱體不可能密封,,大氣中的濕空氣會滲入到箱體內,使露點溫度回升,。另一方面,,在光管間流動的濕空氣只是在和光管(冷點)接觸的瞬間達到飽和狀態(tài)而析出水蒸汽,因此這種除濕方法很難使箱體內的露點溫度在到0℃以下,。實際所達到的zui低露點溫度為5~7℃,。露點溫度5℃相當于含濕量為0.0055g/Kg,,對應相對濕度20%RH的溫度為30℃。如果要求溫度20℃進相對濕度達到20%RH,,此時的露點溫度為-3℃,,采用致冷方式除濕是很困難的,必須選用空氣干燥系統(tǒng)才能實現(xiàn),。
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