Với sự phát triển của công nghiệp và công nghệ thông tin, thử nghiệm môi trường ngày càng trở thành phương tiện quan trọng để nhiều viện nghiên cứu khoa học và nhà máy kiểm tra chất lượng sản phẩm. Là một trong những thiết bị hỗ trợ quan trọng nhất cho thử nghiệm và nghiên cứu môi trường, buồng thử nhiệt độ và độ ẩm được sử dụng ngày càng nhiều. Trong các tài liệu trước đây và thông số kỹ thuật tiêu chuẩn, các thông số kỹ thuật chính về độ lệch nhiệt độ và độ ẩm, dao động, tốc độ tăng giảm nhiệt độ và tốc độ gió, v.v. buồng thử độ ẩm được thảo luận nhiều, nhưng không có nhiều nghiên cứu về tính đồng nhất. Dựa trên tình hình trên, bài báo này cải thiện tính đồng nhất bằng cách tăng độ ẩm tương đối trong buồng thử nhiệt độ và độ ẩm và xác minh ảnh hưởng của việc tăng độ ẩm tương đối đến truyền nhiệt, cung cấp một tham chiếu nhất định cho việc hiệu chuẩn buồng thử nhiệt độ và độ ẩm.

1 Các yếu tố ảnh hưởng

• 1.1 Cấu trúc buồng

Do buồng thử nhiệt độ và độ ẩm có cấu trúc thành bên trong khác nhau nên nhiệt độ và độ ẩm của từng bộ phận thành bên trong của buồng thử cũng khác nhau, ảnh hưởng đến sự đối lưu nhiệt trong phòng thí nghiệm, dẫn đến nhiệt độ và độ ẩm bên trong có độ đồng đều và độ lệch khác nhau.

• 1.2 Tải nhiệt

Một số tải trọng phát sáng và nhiệt đặt bên trong buồng thử nghiệm hoặc mẫu thử nghiệm ảnh hưởng đến sự đối lưu nhiệt bên trong tổng thể sẽ ảnh hưởng đến tính đồng nhất của nhiệt độ và độ ẩm bên trong. Theo các tiêu chuẩn có liên quan, theo mặc định, tính đồng nhất của nhiệt độ và độ ẩm của buồng thử nghiệm nhiệt độ và độ ẩm phải được đo ở chế độ không tải.

• 1.3 Truyền nhiệt
  Do hệ số truyền nhiệt của sáu mặt trước, sau, trái, trên và dưới của thành trong buồng thử nghiệm khác nhau và có các lỗ phát hiện, lỗ ren và lỗ thử nghiệm ở bên hông một số thành buồng nên sẽ có hiện tượng tản nhiệt và truyền nhiệt ở một số bộ phận của buồng thử nghiệm, dẫn đến nhiệt độ trong buồng không đồng đều, dẫn đến sự truyền nhiệt đối lưu không đồng đều do thành buồng bức xạ, ảnh hưởng rất lớn đến tính đồng đều của nhiệt độ.

• 1.4 Bức xạ nhiệt
  Thiết kế không gian và cấu trúc bên trong của buồng thử nghiệm, chẳng hạn như vị trí đặt ống sưởi, thiết kế, công suất và vị trí của ống dẫn khí, khó đạt được tiêu chuẩn đồng nhất và đối xứng, điều này chắc chắn sẽ dẫn đến nhiệt độ và độ ẩm không đồng đều bên trong buồng.
  1.5 Vị trí và thể tích của mẫu thử
  Vị trí không hợp lý của mẫu thử hoặc thể tích mẫu quá lớn sẽ cản trở sự đối lưu nhiệt của không khí trong buồng, do đó ảnh hưởng đến tính đồng nhất của nhiệt độ và độ ẩm. Ví dụ, đặt mẫu cạnh tường trong hoặc ống dẫn khí ở một bên sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến chu trình nhiệt trong buồng, dẫn đến nhiệt độ và độ ẩm không đồng đều. Theo yêu cầu của tiêu chuẩn thử nghiệm, đối với thử nghiệm mẫu tản nhiệt: thể tích mẫu tản nhiệt tối đa là 1/5 thể tích của buồng thử nghiệm.

• 1.6 Độ kín
  Độ kín của buồng và cửa không chặt chẽ. Ví dụ, khi dải niêm phong bị hỏng và cửa bị rò rỉ, tính đồng nhất của nhiệt độ và độ ẩm trong buồng thử nhiệt độ và độ ẩm sẽ bị ảnh hưởng.

• 1.7 Tốc độ gió
  Nhìn chung, trong quá trình thử nghiệm môi trường, tốc độ gió trong buồng nhiệt độ và độ ẩm không được vượt quá 1,7 m/s. Nếu tốc độ gió quá lớn, nó sẽ đẩy nhanh quá trình trao đổi nhiệt giữa bề mặt của mẫu thử và luồng không khí chảy trong buồng, đồng thời cũng đẩy nhanh quá trình bay hơi độ ẩm trong gạc bi ướt, điều này không có lợi cho thử nghiệm và phép đo độ ẩm không chính xác. Do đó, trong quá trình thử nghiệm, tốc độ gió càng nhỏ thì càng tốt. Tuy nhiên, để đảm bảo tính đồng đều của nhiệt độ và độ ẩm trong buồng, cần phải lưu thông không khí trong buồng thử nghiệm. Trong quá trình thử nghiệm không tải, tốc độ gió trung bình trong buồng là 0,6 ~ 0,8 m/s.

• 1.8 Độ chính xác điều khiển
  Sau khi buồng thử đạt đến nhiệt độ và độ ẩm cài đặt, sẽ có một sự dao động nhất định trong một thời gian ngắn vì sự phân kỳ nhiệt không hoàn toàn đồng đều. Bằng cách cải thiện độ chính xác điều khiển của buồng thử và giảm sự dao động nhiệt độ, có thể giảm độ lệch nhiệt độ. Đối với buồng thử nhiệt độ cao, sự dao động nhiệt độ có thể được giảm bằng cách điều chỉnh liên tục PID của công suất gia nhiệt; Đối với buồng thử nhiệt độ thấp, sự dao động nhiệt độ thường được kiểm soát thông qua cân bằng nhiệt, nghĩa là sau khi buồng thử đạt đến nhiệt độ cài đặt, tủ lạnh vẫn mở bình thường và công suất gia nhiệt được kiểm soát được sử dụng để cân bằng công suất làm lạnh dư thừa.

2 Đặc điểm đo lường

Các đặc tính đo lường của buồng thử nhiệt độ và độ ẩm chủ yếu bao gồm độ lệch nhiệt độ và độ ẩm, độ dao động nhiệt độ và độ ẩm và độ đồng đều nhiệt độ và độ ẩm.

• 2.1
  Độ lệch Độ lệch của buồng thử nhiệt độ và độ ẩm là sự khác biệt giữa giá trị trung bình của nhiệt độ và độ ẩm hiển thị khi thiết bị thử môi trường đạt trạng thái ổn định và giá trị trung bình của nhiệt độ và độ ẩm thực tế được đo tại tâm không gian làm việc.

• 2.2 Biến động
  Biến động của buồng thử nhiệt độ và độ ẩm là sự chênh lệch 1/2 giữa giá trị tối đa và giá trị tối thiểu của nhiệt độ (độ ẩm) tại điểm trung tâm của không gian làm việc trong vòng 30 phút sau khi giá trị nhiệt độ (độ ẩm) cài đặt đạt đến độ ổn định.

• 2.3 Tính đồng nhất
  Tính đồng nhất của buồng thử nhiệt độ và độ ẩm được định nghĩa là giá trị trung bình số học của chênh lệch giữa giá trị nhiệt độ (độ ẩm) cao nhất và thấp nhất trong mỗi lần thử nghiệm trong vòng 30 phút sau khi giá trị nhiệt độ (độ ẩm) cài đặt đạt đến độ ổn định.

3. Thử nghiệm tương quan

Theo dữ liệu thực nghiệm, khi nhiệt độ trong buồng thử nhiệt độ và độ ẩm không đổi và độ ẩm tương đối tăng, độ đồng đều và dao động nhiệt độ và độ ẩm tương ứng sẽ được cải thiện rất nhiều. Lý do chính là không khí là chất dẫn nhiệt kém. Nói chung, khi hàm lượng ẩm thấp và nhiệt độ thấp, độ dẫn nhiệt của vật thể nhỏ, độ dẫn nhiệt của chất rắn lớn hơn chất lỏng và độ dẫn nhiệt của chất lỏng lớn hơn chất khí. Sự khác biệt này phần lớn là do khoảng cách phân tử khác nhau ở các trạng thái khác nhau. Đối với không khí, độ ẩm tương đối càng lớn, tức là tỷ lệ khối lượng hơi nước trong không khí ướt so với khối lượng hơi nước trong không khí bão hòa ở cùng nhiệt độ và áp suất càng lớn, thì độ ẩm trong không khí càng lớn và độ dẫn nhiệt càng lớn. Khi tốc độ gió không đổi, sự lưu thông nhiệt và đối lưu trong buồng càng tốt, giúp cải thiện đáng kể độ đồng đều và dao động của nhiệt độ và độ ẩm trong buồng.

4 Kết luận

Trong công tác hiệu chuẩn hàng ngày, thấy rằng nhiệt độ và độ ẩm dao động và tính đồng nhất của cùng một buồng thử nhiệt độ và độ ẩm dưới độ ẩm cao tốt hơn so với độ ẩm thấp. Có ý kiến ​​cho rằng độ ẩm tương đối càng lớn, độ ẩm trong không khí càng lớn, độ dẫn nhiệt càng lớn, để cải thiện chu trình nhiệt trong buồng, do đó, các thí nghiệm xác minh có liên quan được thiết kế và thực hiện.

Trong bài báo này, tính đồng nhất, dao động và độ lệch của buồng thử nhiệt độ và độ ẩm được phân tích và nghiên cứu về mặt lý thuyết. Bằng cách tăng độ ẩm tương đối trong buồng, sự truyền nhiệt trong buồng được cải thiện, tính đồng nhất trong buồng được cải thiện đáng kể và nhiệt độ và độ ẩm trong buồng ổn định hơn. Điều này cung cấp sự hiểu biết và tham chiếu cần thiết cho việc hiệu chuẩn và sử dụng buồng thử nhiệt độ và độ ẩm trong tương lai.