恒溫恒濕箱的空氣循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與流場(chǎng)模擬分析

更新時(shí)間：2025-06-03

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在恒溫恒濕箱的運(yùn)行過程中，空氣循環(huán)系統(tǒng)如同設(shè)備的 “呼吸系統(tǒng)"，其設(shè)計(jì)的合理性直接決定了箱內(nèi)溫濕度的均勻性與穩(wěn)定性。結(jié)合流場(chǎng)模擬技術(shù)，能夠更科學(xué)地優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提升設(shè)備性能。

恒溫恒濕箱的空氣循環(huán)系統(tǒng)主要由風(fēng)機(jī)、風(fēng)道、導(dǎo)流板等部件構(gòu)成。風(fēng)機(jī)提供空氣流動(dòng)的動(dòng)力，風(fēng)道引導(dǎo)氣流方向，導(dǎo)流板則用于調(diào)節(jié)氣流分布。設(shè)計(jì)時(shí)需平衡風(fēng)速與風(fēng)量，風(fēng)速過快可能導(dǎo)致樣品表面水分過度蒸發(fā)，影響濕度準(zhǔn)確性；風(fēng)速過慢則會(huì)降低溫濕度均勻性。此外，風(fēng)道結(jié)構(gòu)需考慮避免氣流短路，通過合理布局進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口，確保空氣在箱內(nèi)形成完整循環(huán)。

流場(chǎng)模擬分析通過計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）技術(shù)，對(duì)箱內(nèi)空氣流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行可視化研究。以某型號(hào)恒溫恒濕箱為例，在模擬過程中設(shè)置不同的風(fēng)道傾斜角度與導(dǎo)流板形狀，觀察氣流軌跡與速度分布。模擬結(jié)果顯示，當(dāng)風(fēng)道傾斜角度為 30°，配合弧形導(dǎo)流板時(shí)，箱內(nèi)氣流形成穩(wěn)定的 S 形循環(huán)路徑，溫濕度偏差值較初始設(shè)計(jì)降低 40%。

實(shí)際應(yīng)用中，流場(chǎng)模擬還可幫助預(yù)判潛在問題。例如，若樣品擺放區(qū)域出現(xiàn)渦流區(qū)，會(huì)導(dǎo)致局部溫濕度異常。通過模擬調(diào)整樣品架高度與間距，優(yōu)化氣流路徑，可有效解決這一問題。同時(shí)，結(jié)合材料熱傳導(dǎo)特性，將模擬結(jié)果與溫濕度控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，能進(jìn)一步提升動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。

綜上所述，空氣循環(huán)系統(tǒng)的精細(xì)化設(shè)計(jì)與流場(chǎng)模擬分析相輔相成，是恒溫恒濕箱實(shí)現(xiàn)高精度環(huán)境模擬的核心技術(shù)。未來，隨著仿真算法的升級(jí)與試驗(yàn)需求的多樣化，兩者的深度融合將成為行業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要方向。