
溫度均勻度是高低溫試驗箱核心性能指標(biāo),直接決定測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可靠性,而氣流循環(huán)系統(tǒng)(風(fēng)道+風(fēng)葉)作為熱量傳遞的核心載體,其設(shè)計合理性與氣流原理的應(yīng)用深度,是優(yōu)化溫度均勻度的關(guān)鍵。基于強制對流換熱原理,通過科學(xué)設(shè)計風(fēng)道結(jié)構(gòu)、匹配風(fēng)葉參數(shù),可有效消除箱內(nèi)溫度梯度,實現(xiàn)全空間溫度均衡分布。
風(fēng)道作為氣流循環(huán)的通道,其結(jié)構(gòu)設(shè)計需遵循流體力學(xué)規(guī)律,核心是避免氣流渦流與死角。采用CFD仿真優(yōu)化的立體循環(huán)風(fēng)道,搭配對稱式上送風(fēng)下回風(fēng)布局,可使氣流沿預(yù)設(shè)路徑平穩(wěn)流動,減少局部氣流停滯現(xiàn)象。同時,在風(fēng)道內(nèi)增設(shè)導(dǎo)流板與均流網(wǎng),能打散高速氣流形成的紊流,使風(fēng)速分布更均勻,打破熱邊界層對熱量傳遞的阻礙,提升換熱效率,避免角落區(qū)域出現(xiàn)高低溫偏差。
風(fēng)葉作為氣流循環(huán)的動力源,其選型與參數(shù)匹配直接決定氣流強度與循環(huán)效率。優(yōu)先選用后向離心風(fēng)機風(fēng)葉,其風(fēng)壓穩(wěn)定、風(fēng)量充足,能驅(qū)動氣流克服風(fēng)道阻力,實現(xiàn)全箱覆蓋;小型試驗箱可搭配軸流風(fēng)葉,優(yōu)化葉輪角度以提升風(fēng)量效率。通過變頻調(diào)速技術(shù)匹配風(fēng)葉轉(zhuǎn)速,根據(jù)試驗溫度段動態(tài)調(diào)整風(fēng)速,平衡均勻性與噪聲控制,低溫時提升轉(zhuǎn)速抑制氣流分層,高溫時適度調(diào)緩避免局部過熱。
風(fēng)道與風(fēng)葉的協(xié)同設(shè)計的核心是實現(xiàn)氣流循環(huán)與熱負(fù)荷的動態(tài)平衡。風(fēng)葉產(chǎn)生的氣流需與風(fēng)道截面積精準(zhǔn)匹配,避免風(fēng)速過高導(dǎo)致局部換熱過快,或風(fēng)速過低導(dǎo)致熱量傳遞滯后。此外,風(fēng)道與加熱、制冷元件的合理布局,可使氣流快速攜帶冷熱能量循環(huán)擴散,實時補償局部溫差。通過上述優(yōu)化,可將箱內(nèi)溫度均勻度控制在國家標(biāo)準(zhǔn)要求的±0.5℃至±2.0℃范圍內(nèi),滿足精密測試需求。
綜上,基于氣流強制對流與熱平衡原理,通過CFD優(yōu)化風(fēng)道結(jié)構(gòu)、精準(zhǔn)匹配風(fēng)葉參數(shù)并實現(xiàn)二者協(xié)同,可有效消除箱內(nèi)溫度梯度,提升高低溫試驗箱溫度均勻度,為各類產(chǎn)品可靠性測試提供穩(wěn)定、精準(zhǔn)的環(huán)境保障。