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低溫試驗箱的工作原理

時間:2024/11/7閱讀:114
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低溫試驗箱的工作原理

 

低溫試驗箱的工作原理主要涉及制冷系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)的協(xié)同工作,具體如下:

制冷循環(huán)原理:

壓縮過程:低溫試驗箱的制冷系統(tǒng)中,制冷劑(如氟利昂等)以氣態(tài)形式被吸入壓縮機。壓縮機對氣態(tài)制冷劑進行壓縮,使其壓力和溫度急劇升高,變?yōu)楦邷馗邏旱臍怏w。在這個過程中,壓縮機消耗電能并做功,將機械能轉(zhuǎn)化為制冷劑的內(nèi)能,使制冷劑的狀態(tài)發(fā)生變化。

冷凝過程:高溫高壓的制冷劑氣體從壓縮機排出后,進入冷凝器。冷凝器通常由金屬管道和散熱片組成,其周圍環(huán)境溫度相對較低。制冷劑在冷凝器中與周圍的空氣或冷卻介質(zhì)進行熱交換,將自身的熱量散發(fā)出去,逐漸冷卻降溫,最終從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài),形成高溫高壓的液體。

膨脹過程:從冷凝器出來的高溫高壓液態(tài)制冷劑經(jīng)過節(jié)流裝置(如膨脹閥或毛細管)。節(jié)流裝置的孔徑較小,制冷劑通過時受到較大的阻力,壓力急劇下降,同時溫度也會相應降低。這個過程是一個絕熱膨脹過程,制冷劑的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動能,使其狀態(tài)發(fā)生變化,從高溫高壓的液態(tài)變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊簯B(tài)。

蒸發(fā)過程:低溫低壓的液態(tài)制冷劑進入蒸發(fā)器。蒸發(fā)器是低溫試驗箱內(nèi)部的一個重要部件,其內(nèi)部空間較大,壓力較低。制冷劑在蒸發(fā)器中迅速蒸發(fā),從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài),這個過程需要吸收大量的熱量。蒸發(fā)器周圍的空氣或物體的熱量被制冷劑吸收后,溫度降低,從而實現(xiàn)了低溫試驗箱內(nèi)部的降溫。蒸發(fā)后的氣態(tài)制冷劑再次被吸入壓縮機,開始下一個循環(huán)。

溫度控制原理:

傳感器監(jiān)測:低溫試驗箱內(nèi)安裝有溫度傳感器,如熱電偶、鉑電阻等。這些傳感器實時監(jiān)測試驗箱內(nèi)部的溫度,并將溫度信號轉(zhuǎn)化為電信號傳輸給溫度控制系統(tǒng)。

控制系統(tǒng)調(diào)節(jié):溫度控制系統(tǒng)根據(jù)傳感器傳輸?shù)臏囟刃盘柵c設定的溫度值進行比較和分析。當實際溫度高于設定溫度時,控制系統(tǒng)會啟動制冷系統(tǒng),使其開始工作,降低試驗箱內(nèi)部的溫度;當實際溫度接近或達到設定溫度時,控制系統(tǒng)會調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)的運行功率或啟停,使試驗箱內(nèi)部的溫度保持在設定的范圍內(nèi)。此外,一些先進的低溫試驗箱還具有 PID(比例 - 積分 - 微分)控制算法,可以更加精確地控制溫度,提高溫度控制的穩(wěn)定性和準確性。

通過以上制冷循環(huán)和溫度控制過程的不斷重復和協(xié)同工作,低溫試驗箱能夠在一定的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定地提供低溫環(huán)境,以滿足各種試驗和測試的需求。


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