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Einfluss der relativen Luftfeuchtigkeit auf die Leistung der Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsprüfkammer

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Einfluss der relativen Luftfeuchtigkeit auf die Leistung der Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsprüfkammer

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Mit der Entwicklung der Industrie und der Informationstechnologie ist die Umweltprüfung zunehmend zu einem wichtigen Mittel für verschiedene wissenschaftliche Forschungsinstitute und Fabriken zur Prüfung der Produktqualität geworden. Als eines der wichtigsten Hilfsmittel für die Umweltprüfung und -forschung wird die Temperatur- und Feuchtigkeitsprüfkammer immer häufiger eingesetzt. In der bisherigen Literatur und in den Standardspezifikationen werden die wichtigsten technischen Parameter der Temperatur- und Feuchtigkeitsabweichung, der Fluktuation, des Temperaturanstiegs und -abfalls, der Windgeschwindigkeit usw. viel diskutiert, aber es gibt nicht viele Studien über die Gleichmäßigkeit. Ausgehend von dieser Situation wird in dieser Arbeit die Gleichmäßigkeit durch Erhöhung der relativen Luftfeuchtigkeit in der Temperatur- und Feuchteprüfkammer verbessert und der Einfluss der Erhöhung der relativen Luftfeuchtigkeit auf die Wärmeübertragung überprüft, was eine gewisse Referenz für die Kalibrierung der Temperatur- und Feuchtekammer darstellt.

1 Einflussfaktoren

1.1 Aufbau der Kammer

Da die Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsprüfkammer unterschiedliche Innenwandstrukturen aufweist, sind auch die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit in jedem Teil der Innenwand der Prüfkammer unterschiedlich, was sich auf die Wärmekonvektion im Studio auswirkt und zu einer unterschiedlichen Gleichmäßigkeit und Abweichung der Innentemperatur und Luftfeuchtigkeit führt.

1.2 Thermische Belastung

Einige Licht- und Heizlasten, die in der Prüfkammer oder in den Prüfmustern platziert sind und die die gesamte interne Wärmekonvektion beeinflussen, wirken sich auf die Gleichmäßigkeit der Innentemperatur und der Luftfeuchtigkeit aus. Gemäß den einschlägigen Normen sollte die Temperatur- und Feuchtegleichmäßigkeit der Temperatur- und Feuchteprüfkammer standardmäßig bei Nulllast gemessen werden.

1.3 Wärmeübertragung

Da die Wärmeübergangskoeffizienten der vorderen, hinteren, linken, oberen und unteren sechs Oberflächen der Innenwand der Prüfkammer unterschiedlich sind und sich an der Seite einiger Kammerwände Erkennungslöcher, Gewindelöcher und Prüflöcher befinden, kommt es in einigen Teilen der Prüfkammer zu Wärmeableitung und Wärmeübertragung, was zu ungleichmäßiger Temperatur in der Kammer und zu ungleichmäßiger konvektiver Wärmeübertragung führt, die von der Kammerwand abgestrahlt wird, was die Temperaturgleichmäßigkeit stark beeinträchtigt.

1.4 Wärmestrahlung

Die Gestaltung des Raums und der inneren Struktur der Prüfkammer, wie z. B. die Position des Heizungsrohrs, das Design, die Leistung und die Position des Luftkanals, ist schwierig, den Standard der Einheitlichkeit und Symmetrie zu erreichen, was unweigerlich zu ungleichmäßiger Temperatur und Feuchtigkeit im Inneren der Kammer führt.

1.5 Position und Volumen des Prüfkörpers

Eine unangemessene Position des Prüfmusters oder ein zu großes Volumen des Prüfmusters behindert die Wärmekonvektion der Luft in der Kammer und beeinträchtigt somit die Gleichmäßigkeit von Temperatur und Feuchtigkeit. Wird das Prüfmuster beispielsweise auf einer Seite neben der Innenwand oder dem Luftkanal platziert, wird der Wärmezyklus in der Kammer stark beeinträchtigt, was zu ungleichmäßiger Temperatur und Feuchtigkeit führt. Gemäß den Anforderungen der Prüfnorm gilt für die Prüfung von Wärmeableitungsproben: Das Volumen der Wärmeableitungsproben darf höchstens 1/5 des Volumens der Prüfkammer betragen.

1.6 Dichtheit

Die Dichtheit der Kammer und der Tür ist nicht streng. Wenn z. B. das Dichtungsband beschädigt ist und die Tür undicht wird, wird die Gleichmäßigkeit von Temperatur und Feuchtigkeit in der Temperatur- und Feuchtigkeitsprüfkammer beeinträchtigt.

1.7 Windgeschwindigkeit

Im Allgemeinen sollte die Windgeschwindigkeit in der Temperatur- und Feuchtigkeitskammer während des Umwelttests 1,7 m/s nicht überschreiten. Eine zu hohe Windgeschwindigkeit beschleunigt den Wärmeaustausch zwischen der Oberfläche des Prüflings und dem Luftstrom in der Kammer sowie die Verdunstung der Feuchtigkeit in der nassen Kugelgaze, was sich ungünstig auf den Test auswirkt und die Feuchtigkeitsmessung ungenau macht. Je geringer die Windgeschwindigkeit während des Tests ist, desto besser. Um die Gleichmäßigkeit von Temperatur und Luftfeuchtigkeit in der Kammer zu gewährleisten, ist es jedoch notwendig, die Luft in der Prüfkammer zu zirkulieren. Während des Leerlauftests beträgt die durchschnittliche Windgeschwindigkeit in der Kammer 0,6 ~ 0,8 m/s.

1.8 Regelgenauigkeit

Nachdem die Prüfkammer den eingestellten Temperatur- und Feuchtigkeitspunkt erreicht hat, kommt es in kurzer Zeit zu einer gewissen Schwankung, da die Wärmeabgabe nicht völlig gleichmäßig ist. Durch Verbesserung der Regelgenauigkeit der Prüfkammer und Verringerung der Temperaturschwankungen kann die Temperaturabweichung reduziert werden. Bei der Hochtemperatur-Prüfkammer kann die Temperaturschwankung durch eine kontinuierliche PID-Anpassung der Heizleistung verringert werden; bei der Niedertemperatur-Prüfkammer wird die Temperaturschwankung im Allgemeinen durch Wärmebilanzierung gesteuert, d. h. nachdem die Prüfkammer die eingestellte Temperatur erreicht hat, ist die Kältemaschine normalerweise noch geöffnet, und die gesteuerte Heizleistung wird zum Ausgleich der überschüssigen Kühlleistung verwendet.

2 Messcharakteristik

Zu den Messeigenschaften der Temperatur- und Feuchtigkeitsprüfkammer gehören vor allem die Temperatur- und Feuchtigkeitsabweichung, die Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankung und die Temperatur- und Feuchtigkeitsgleichmäßigkeit.

2.1 Abweichung

Die Abweichung der Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsprüfkammer bezieht sich auf die Differenz zwischen dem Durchschnittswert von Temperatur und Luftfeuchtigkeit, der angezeigt wird, wenn die Umweltprüfeinrichtung einen stabilen Zustand erreicht, und dem Durchschnittswert der tatsächlichen Temperatur und Luftfeuchtigkeit, der in der Mitte des Arbeitsraums gemessen wird.

2.2 Schwankung

Die Schwankung der Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsprüfkammer bezieht sich auf 1 / 2 der Differenz zwischen dem Höchstwert und dem Mindestwert der Temperatur (Luftfeuchtigkeit) am zentralen Punkt des Arbeitsbereichs innerhalb von 30 Minuten, nachdem der eingestellte Temperatur- (Luftfeuchtigkeits-) Wert den stabilen Zustand erreicht hat.

2.3 Gleichmäßigkeit

Die Gleichmäßigkeit der Temperatur- und Feuchteprüfkammer ist definiert als das arithmetische Mittel der Differenz zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Temperatur- (Feuchte-) Wert bei jeder Prüfung innerhalb von 30 Minuten, nachdem der eingestellte Temperatur- (Feuchte-) Wert die Stabilität erreicht hat.

3. Korrelationsprüfung

Die Versuchsdaten zeigen, dass bei konstanter Temperatur in der Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsprüfkammer und erhöhter relativer Luftfeuchtigkeit die Gleichmäßigkeit und Schwankung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit erheblich verbessert wird. Der Hauptgrund dafür ist, dass Luft ein schlechter Wärmeleiter ist. Im Allgemeinen ist die Wärmeleitfähigkeit eines Objekts bei niedrigem Feuchtigkeitsgehalt und niedriger Temperatur gering, die Wärmeleitfähigkeit eines Festkörpers ist größer als die einer Flüssigkeit, und die Wärmeleitfähigkeit einer Flüssigkeit ist größer als die eines Gases. Dieser Unterschied ist weitgehend auf die unterschiedlichen Molekülabstände in den verschiedenen Zuständen zurückzuführen. Für Luft gilt: Je größer die relative Luftfeuchtigkeit, d. h. je größer das Verhältnis zwischen der Masse des Wasserdampfs in feuchter Luft und der Masse des Wasserdampfs in gesättigter Luft bei gleicher Temperatur und gleichem Druck ist, desto größer ist die Feuchtigkeit in der Luft und desto größer ist die Wärmeleitfähigkeit. Je konstanter die Windgeschwindigkeit ist, desto besser ist die thermische Zirkulation und Konvektion in der Kammer, was die Gleichmäßigkeit und Schwankung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit in der Kammer erheblich verbessert.

4 Schlussfolgerung

Bei der täglichen Kalibrierung wurde festgestellt, dass die Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen und die Gleichmäßigkeit der gleichen Temperatur- und Feuchtigkeitsprüfkammer bei hoher Luftfeuchtigkeit besser sind als bei niedriger Luftfeuchtigkeit. Es wird vorgeschlagen, dass je höher die relative Luftfeuchtigkeit, desto höher die Feuchtigkeit in der Luft, desto höher die Wärmeleitfähigkeit, um den thermischen Zyklus in der Kammer zu verbessern, Daher werden entsprechende Verifizierungsexperimente entworfen und durchgeführt.

In dieser Arbeit werden die Gleichmäßigkeit, die Fluktuation und die Verzerrung der Temperatur- und Feuchtigkeitsprüfkammer theoretisch analysiert und untersucht. Durch die Erhöhung der relativen Luftfeuchtigkeit in der Kammer wird die Wärmeübertragung in der Kammer verbessert, die Gleichmäßigkeit in der Kammer wird stark verbessert und die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit in der Kammer sind stabiler. Dies bietet ein notwendiges Verständnis und eine Referenz für die Kalibrierung und Verwendung von Temperatur- und Feuchtigkeitsprüfkammern in der Zukunft.