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本文以工作室为800mm×650mm×600mm深冷箱作为研究对象,对深冷箱温度场进行了实验测量,数值模拟了深冷箱内的三维稳态及非稳态的空气流动和传热,并对深冷箱温度场、流场进行了分析和讨论。
本文制定了深冷箱温度场测试的实验方案,测量了不同环境温度下深冷箱内9个测温点的温度值。以实验数据为基础,比较了深冷箱在160℃和-180℃两种温度时的温度均匀度、及这两个温度段保温时的控温精度并对这种现象做了分析和解释;借助实验结果,在对边界条件和计算网格进行修正和优化的基础上,建立了深冷箱流场、温度场的数学模型。采用SIMPLE算法、k-ε模型对流场、温度场进行了模拟计算,表明实验结果和模拟计算结果吻合良好,从而揭示了深冷箱三维流场和温度分布的规律;在此基础上,进一步讨论了送风速度、排气孔及进液孔位置以及工件体积、位置等因素对深冷箱内空气流场和温度场的影响,并分析了形成相应结果的原因。此外,作者还对深冷箱的设计提出了一些有益的建议和改进意见。本文的实验、计算和分析讨论等研究工作有望为深冷箱设计和使用提供有价值的结论。