步入式穩(wěn)定性試驗(yàn)箱的氣流組織與溫場(chǎng)均勻性設(shè)計(jì)是確保試驗(yàn)精準(zhǔn)度的核心,需從氣流路徑、風(fēng)道結(jié)構(gòu)、送回風(fēng)布局及溫度控制系統(tǒng)四方面深度優(yōu)化:
一、氣流組織設(shè)計(jì):定向循環(huán)與渦流抑制
上送下回式主流設(shè)計(jì)
采用頂部送風(fēng)、底部回風(fēng)的氣流路徑,利用重力輔助形成自上而下的單向流,避免渦流產(chǎn)生。送風(fēng)口配置導(dǎo)流板,使氣流以0.3-0.5m/s的速度均勻覆蓋試驗(yàn)區(qū),確保熱量或冷量快速傳遞至樣品表面。
分支風(fēng)道優(yōu)化
風(fēng)道管路沿箱體壁面或頂部鋪設(shè),采用樹(shù)枝狀分支結(jié)構(gòu)逐級(jí)分流,減少氣流死角。例如,大型試驗(yàn)箱通過(guò)三級(jí)分支將氣流分配至不同區(qū)域,配合光滑內(nèi)壁設(shè)計(jì)降低阻力,使風(fēng)速偏差≤±5%。
變風(fēng)量控制技術(shù)
引入變頻風(fēng)機(jī)與壓力傳感器,實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)送風(fēng)量。當(dāng)箱門(mén)開(kāi)啟時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)提升風(fēng)量30%以補(bǔ)償氣流損失,門(mén)閉后快速恢復(fù)設(shè)定值,避免溫場(chǎng)波動(dòng)。
二、溫場(chǎng)均勻性保障:多維度控制策略
三維溫場(chǎng)建模與仿真
通過(guò)CFD模擬分析箱內(nèi)溫度分布,優(yōu)化送風(fēng)口位置與尺寸。例如,將送風(fēng)口從單側(cè)改為雙側(cè)對(duì)稱(chēng)布局,可使溫場(chǎng)均勻性提升40%,溫度偏差從±2.5℃降至±1.5℃。
多級(jí)溫度補(bǔ)償系統(tǒng)
在箱體頂部、中部、底部布置獨(dú)立加熱/制冷模塊,配合PID控制器實(shí)現(xiàn)分區(qū)溫控。當(dāng)某區(qū)域溫度偏離設(shè)定值0.5℃時(shí),對(duì)應(yīng)模塊立即啟動(dòng)補(bǔ)償,確保整體溫場(chǎng)波動(dòng)≤±0.3℃。
樣品架動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)
采用可旋轉(zhuǎn)、可升降的樣品架,避免樣品遮擋氣流。例如,將樣品架間距從150mm調(diào)整為200mm后,箱體中心與邊緣溫差從3℃縮小至1.2℃,滿(mǎn)足醫(yī)藥行業(yè)對(duì)均勻性≤±1℃的嚴(yán)苛要求。