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Acerca de la condensación de agua de la cámara de pruebas ambientales

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Acerca de la condensación de agua de la cámara de pruebas ambientales

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La tecnología de pruebas medioambientales es una tecnología básica práctica y una de las medidas técnicas importantes para estabilizar y mejorar la calidad de los productos. Su principal tarea es estudiar el impacto del estrés ambiental en el rendimiento del producto y resolver los problemas de fiabilidad de los productos en almacenamiento, transporte o uso. Entre ellas, la prueba de ciclo térmico es un tipo común de prueba climática en la tecnología de pruebas medioambientales. Durante la prueba, debido al cambio de temperatura y humedad del ambiente en la cámara de prueba, puede producirse condensación. Este fenómeno suele producirse en la etapa de condiciones de trabajo de baja temperatura a alta temperatura, en la que la temperatura y la humedad cambian drásticamente. Muchos productos electrónicos se ven afectados por las gotas de agua de condensación, lo que provoca una reacción química acelerada de oxidación del metal o corrosión electroquímica en la superficie del revestimiento de control térmico, el rendimiento del aislamiento eléctrico se reduce, o incluso daños funcionales como cortocircuitos. En vista de los daños causados por la condensación en el producto, algunos predecesores han tratado de evitar que la condensación cambie el perfil de prueba. Sin embargo, debido a que el perfil de prueba es generalmente cambiado por la unidad general del proyecto, y el cambio afectará directamente a los resultados de la evaluación del rendimiento del producto, su viabilidad es muy reducida. Por lo tanto, este documento parte de la exploración de las causas y condiciones de la condensación. Se discuten los medios viables para reducir la humedad relativa en la cámara de pruebas.

¿Por qué se condensa el agua durante la prueba?

Las condiciones de trabajo a baja temperatura significan que cuando la temperatura en la cámara es inferior a la temperatura del punto de congelación en las condiciones atmosféricas del laboratorio en ese momento, la mayor parte de la humedad del aire húmedo de la cámara se adhiere a la superficie del evaporador, la parte de menor temperatura de la cámara, en forma de escarcha. Cuando la cámara funciona a baja temperatura durante mucho tiempo, hay mucha escarcha en la superficie del evaporador. Cuando sube la temperatura, la capa de escarcha de la superficie del evaporador absorbe el calor del aire y se somete gradualmente al proceso de licuefacción y regasificación, El agua vuelve a entrar en el aire circulante de la cámara en forma de vapor, lo que aumenta el contenido de humedad de la cámara.

Al mismo tiempo, la pared de la cámara calentada por el aire circulante también empieza a calentarse. La capacidad calorífica de la pared de la cámara es mucho mayor que la capacidad calorífica del gas, lo que hace que la velocidad de aumento de la temperatura de la pared de la cámara vaya muy por detrás de la velocidad de aumento de la temperatura del aire. Como resultado, el gradiente de temperatura perpendicular a la pared de la cámara aumentará con la velocidad de aumento de la temperatura. El gradiente de temperatura hace que la presión parcial del aire y del vapor de agua cerca de la pared del tanque sea mayor que la del aire circulante en el tanque, lo que significa que la temperatura del punto de rocío del aire cerca de la pared es mayor, lo que significa que es más fácil que se condense. Incluso si la humedad relativa del aire húmedo circulante en la cámara no alcanza el 100%, el aire cerca de la pared ha alcanzado el 100%, provocando la condensación.

Solución

Cuando la temperatura en la cámara de pruebas cambia de baja temperatura a alta temperatura, la capa de escarcha del evaporador se vaporizará, aumentando el contenido de humedad en la cámara. Por lo tanto, para reducir completamente el contenido de humedad en la cámara, hay que intentar eliminar la capa de escarcha de la superficie del evaporador. En la actualidad, los métodos de descongelación en la industria de la refrigeración incluyen principalmente: descongelación por pulverización de agua, descongelación eléctrica, descongelación por aire caliente y otros métodos de descongelación por pulverización de agua. El propósito del descongelamiento es derretir la capa de escarcha rociando agua líquida sobre la superficie del evaporador para que pueda realizar el intercambio de calor latente con el hielo sólido. Este método sólo es aplicable a la descongelación cuando la máquina está parada.

Durante la prueba, el agua será soplada en la cámara debido al contacto directo con el aire circulante, aumentando el contenido de humedad del aire circulante, El aire húmedo con mayor contenido de humedad se condensa rápidamente en escarcha bajo baja temperatura y se adhiere a la superficie del objeto de prueba en la cámara, causando daños al objeto de prueba. Por lo tanto, no es aplicable a la prueba de ciclo térmico. El método de descongelación eléctrica consiste en colocar un cable calefactor eléctrico alrededor del evaporador para calentar la capa de escarcha. Derrite la capa de escarcha desde el exterior hacia el interior. De este modo, la transferencia de calor se lleva a cabo en la superficie de la capa de escarcha. El agua vaporizada entra directamente en el aire circulante para aumentar su contenido de humedad. Al mismo tiempo, el contacto directo entre el cable calefactor eléctrico y el aire circulante aportará mucho calor, lo que dificultará el control de la estabilidad a baja temperatura. Por lo tanto, no es adecuado para la prueba de ciclo térmico. El desescarche por gas caliente se refiere al refrigerante a baja temperatura introducido en el evaporador durante la etapa de desescarche. La ventaja de este método es que la capa de escarcha se derrite desde dentro hacia fuera. En la fase inicial de la descongelación, el gas caliente del tubo del evaporador realiza un intercambio de calor latente con la capa de escarcha del exterior del tubo. El calor se utiliza para fundir la capa de escarcha de la pared del tubo. En este momento, la capa de escarcha cercana al evaporador se funde y forma una capa intermedia que contiene una mezcla de gas y líquido entre la capa de escarcha exterior y el evaporador.

En este momento, debido a la capa de escarcha externa, la mayor parte del vapor de agua queda sellado en la capa intermedia, y la capa de escarcha se derrite gradualmente desde el interior hacia el exterior hasta que se derrite y cae por completo, y entonces se descarga fuera del depósito a través del colector de agua. Todo el proceso no sólo reduce la cantidad de vapor de agua vaporizado desde el evaporador, sino que también controla el contenido de humedad en la cámara de pruebas a un nivel bajo. Además, el calor en el evaporador se irradiará hacia el exterior sólo después de la descongelación cae, lo que es propicio para controlarLa estabilidad de la temperatura del aire circulante en la cámara de prueba durante la etapa de heladas es obviamente mejor utilizar el método de descongelación por aire caliente en la prueba de ciclo térmico.

El sistema tradicional de descongelación por gas caliente tiene dos formas: el método de inversión de cuatro vías y el método de derivación de gas caliente del compresor. El método de inversión de cuatro vías consiste en cambiar la dirección de la trayectoria del flujo de refrigerante a través de la válvula de inversión de cuatro vías dispuesta en el sistema de refrigeración cuando se requiere descongelar para invertir el flujo de refrigerante. En este momento, las funciones del evaporador en el extremo de absorción de calor y el condensador en el extremo de liberación de calor se intercambian, y el refrigerante de alta temperatura fluye hacia el evaporador de baja temperatura para derretir la capa de escarcha

El método de descongelación provocará la interrupción de la refrigeración, lo que no puede garantizar la estabilidad de la temperatura en condiciones de baja temperatura en la cámara de pruebas. Al mismo tiempo, el vapor de agua derretido volverá a entrar en la cámara, lo que aumentará el contenido de humedad en la cámara y agravará la condensación. El método de derivación de gas caliente del compresor utiliza una parte del refrigerante de alta temperatura descargado del compresor para pasar a través del evaporador de baja temperatura para descongelar. Algunos de ellos se utilizan para la refrigeración después de la estrangulación, lo que también aumentará el contenido de humedad en la cámara y agravará la condensación.

Para mantener la estabilidad de la temperatura de la cámara de pruebas ambientales de temperatura y humedad y el contenido de humedad en la cámara de control a un nivel bajo, el autor considera añadir un evaporador, varias electroválvulas y dos válvulas independientes a la estructura del sistema de refrigeración tradicionalEl conducto de aire constituye el sistema de cámara de pruebas ambientales de bajo punto de rocío.

El sistema es diferente de la estructura de un solo evaporador del sistema tradicional de ciclo de refrigeración por compresión de vapor. Cuando dos evaporadores están funcionando para la refrigeración, el otro evaporador se descongela. Los dos evaporadores están equipados respectivamente con conductos de aire independientes. Los periodos de apertura y cierre de los conductos de aire 1 y 2 son opuestos. Siempre se garantiza que el generador de refrigeración está conectado con el flujo de aire circulante en la cámara, mientras que el evaporador de descongelación está aislado del flujo de aire en la cámara. Este sistema no sólo puede mantener continuamente el trabajo de refrigeración estable en condiciones de baja temperatura, sino también eliminar continuamente el contenido de humedad del aire húmedo de la cámara.