高低温试验箱（室）温度均匀性有关问题的粗略论述

提高气候环境高低温试验箱（室）温度均匀性减小温度偏差的一些方法
1、减小送风温差和加大送风量
送风温差和送风量的大小取决于冷负荷（对低温试验箱）或热负荷（对高温试验箱）的大小。以低温箱为例，当低温箱已处于某一低温下的恒温状态时，此时的冷负荷应与送人工作室风的制冷量相等，即
Q=V/3600•ρ•γ•△t（w）
∴V=3600Q/•ρ•γ•△t（m3/h）
式中V送风量（m3/h）
ρ干空气的密度（kg/m3）
γ空气的定压比热（J/kg•℃）
△t送风温差，等于出风口温度减工作室温度（℃）
Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6
式中Q1箱体围护结构传热产生的冷负荷（w）
Q2观察窗、穿线孔等局部传热的冷负荷（w）
Q3风机转动由机械能转为热能的冷负荷（w）
Q4照明灯发热而产生的冷负荷（w）
Q5发热试品，由于工作时发热而产生的冷负荷（w）
Q6其它冷负荷（w）
Q总的冷负荷（w）
在一定的恒温状态下，ρ、γ为常数，送风量与送风温差成反比，为了提高箱内温度均匀性和减小温度波动，就需减小At，从而增加送风量v。但是，△t过小则v会太大，从而增加运行费。或使箱内的风速过高，不符合试验方法标准的要求。一般送风温差可取△t=1～3℃为宜。
对于高温试验箱，道理是一样的。公式（1）仍适用，只是冷负荷改为热负荷，而热负荷所包含的内容有所变化而已。
2、提高试验箱结构设计的合理性、完善性。尽量作到结构对称，如左右、上、下风道；如用两台风机，应采用一台左旋一台右旋，使出风均匀。如有必要，可在出风口安装调风板，调节风向，使箱内温度均匀；注意箱体的密封性，防止局部漏气，选择优良性能的保温隔热材料，足够的保温层厚度以减少热损失；箱体内胆与外壳之间的连接件应有热隔离措施以减少局部漏热。从公式（1）可以看到减小冷负荷（或热负荷）Q就可以减小送风量，或减小送风温差。
3、在试验方法标准允许条件下提高风速，以增强空气在箱内的流动，消除死区，从而使箱内的温度较为均匀。对某些要求风量大而风速小的试验箱，如冰箱试验室，可采用箱顶孔板送风，从而达到风速小，风量大室内温度均匀的目的。
4、在使用试验箱时要特别注意试品的体积、重量，以及在试验箱工作空间的摆放位置，有关标准规定试品总体积小于工作室的1／5，以留出足够的通风空间，试品的总重量为50～80kg／m3，在各迎风面上试品的面积小于谅迎风截面积的1／3，以利于风的流动。这些规定对于箱内温度均匀，温度偏差不超过标准要求起到很好的作用。
5、提高试验箱的控制精度，减小温度波动度，从而可减小温度偏差。对于高温试验箱，对加热功率进行P1D连续调节可以减小温度波动。对于低温试验箱，为了减小温度波动，通常采用热平衡方法控温，即达到设定温度后，制冷机仍常开，而用受控的加热功率来平衡多余的制冷量。为了避免过大的冷热冲击，浪费太多能源，常采用调节制冷量的措施，减小恒温时的制冷量，从而所需平衡的加热量就会减少，这样就节省了能量，又提高了控制精度。
温度传感器的位置对控制精度有较大影响。为了使其感温反应灵敏，一般将传感器置于出风口附近，从而可提高控制精度，减小温度波动度，终减小温度偏差。
6、调整温度场中值，可以减小温度偏差：温度上偏差和温度下偏差常常是不相等的，如果此时温度上偏差或下偏差超过允许偏差，但上、下偏差之差的二分之一仍小于允许偏差时，则可对设备的温度场进行适当调整，从而使调整后的温度偏差小于允许偏差。
CB／T5170.2—1996《电工电于产品环境试验设备基本参数检定方法、温度试验设备》8.2.1.1中有“在检定过程中，如果发现设备工作空间温度上偏差或下偏差超出允许偏差值时，应检查温度场中值是否偏离标称值，若偏离标称值应对设备温度场进行调整”，调整值按下式：
△Ta=Tm-TN （2）
Tm=（Tmax+Tmin）/2 （3）
式中△Ta温度场调整值，℃；
Tm温度场中值，℃；
TN标称温度值，℃；
Tmax各测试点在30min（或24h）内的实测高温度值，℃；
Tmin各测试点在30min（或24h）内的实测低温度值，℃。
但以上调整，必须在上、下偏差之差的二分之一小于允许偏差，即
（△Tmax△Tmin）/2<1△T1 （4）
由△Tmax=△Tmax-Tn，△Tmin=△Tmin-Tn代人上式
得：（Tmax- TN）-（ Tmin- TN）/2=（Tmax-Tmin）/2<1△T 1 （5）
式中1△T 1允许偏差；℃；
△Tmax温度上偏差，℃；
△Tmin温度下偏差；℃。
后得出必须高温度与低温度之差的一半小于允许偏差，调整温场才有意义，调整后的偏差才会小于允许偏差。
以上对气候环境试验箱（室）温度均匀性有关问题的粗略论述，仅供参考，欢迎指正。