紫外老化試驗箱、武漢紫外老化試驗箱溫度分布對老化試驗結(jié)果是至關(guān)重要的影響因素。紫外老化試驗箱溫度分布不均勻可能造成樣品老化程度的不同。目前，多采取空氣加熱方式以達到試驗要求溫度的熒光紫外老化試驗箱。在設(shè)計紫外老化試驗箱箱體以及風(fēng)道時充分分析其結(jié)構(gòu)上的不足與缺陷以改善設(shè)計方案， 有助于提高產(chǎn)品的整體性能，節(jié)省運營成本， 縮短研發(fā)周期等。

紫外老化試驗箱運用仿真和熱分析程序?qū)?/SPAN>SC/UV-340P紫外老化箱風(fēng)道及試驗室部分進行仿真分析得出溫度分布截面圖， 以及氣體流動軌跡的流場分布， 符合真實溫度分布測量數(shù)據(jù)特性。在此基礎(chǔ)上改良原有設(shè)計方案， 建立一種新的風(fēng)道結(jié)構(gòu)滿足其溫度分布及氣體流場特性， 得到溫度分布較均勻的試驗結(jié)果。

1 、紫外老化試驗箱CFD 模型建立

1. 1 、紫外老化試驗箱SC/UV-340P風(fēng)道及試驗室設(shè)計

根據(jù)真實紫外老化試驗箱SC/UV-340P箱體試驗室及風(fēng)道部分進行設(shè)計制圖， 如圖 1 所示。

1. 2、紫外老化試驗箱設(shè)計描述

試驗室以及風(fēng)道結(jié)構(gòu)較為簡單， 實際zui小狹縫為 8 mm。在 設(shè)計時zui小通過距離為 5 mm。充分小于實際通過距離以便真實模擬試驗結(jié)果。對整體試驗室及風(fēng)道的 CFD 模擬如下:風(fēng)道進氣口設(shè)置為風(fēng)扇條件并設(shè)置轉(zhuǎn)速為10 rad/s。氣體介質(zhì)設(shè)置為空氣， 默認(rèn)溫度為 20 ℃。設(shè)置 U 型空氣加熱管功率為800 W。試驗箱散熱口設(shè)置為空氣出口正常大氣壓力， 默認(rèn)溫度20 ℃。本項目的建立是要獲取在試驗箱內(nèi)部的溫度分布， 氣體流場軌跡。

1. 3 、建立項目屬性

(1)對環(huán)境及材料等因素的設(shè)置如表 1 所示。

1.4 、模擬溫度分布結(jié)果

模擬溫度分布如圖 2 所示， 整體溫度特征如圖3 所示， 流場溫度分布如圖 4 所示。從圖 2 和圖 4中可以看出氣體由外界經(jīng)由加熱管加熱后由散熱管尾部折返通過散熱管上的小孔進入試驗室內(nèi)部， 接近試驗室排氣口位置附近的氣體較快排出。遠離試驗室排氣口的氣體伴隨有湍流和亂流現(xiàn)象使得溫度無法較好排出試驗箱外部。在 210 步迭代運算后，系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。圖 3 所示整體系統(tǒng)氣體溫度zui大差值達到 3. 09 ℃， 平均溫度為 51. 47 ℃。由此看出BUV2000C 存在溫度分布不均勻的現(xiàn)象。

2 、對紫外老化試驗箱箱體及風(fēng)道的優(yōu)化

2. 1 、紫外老化試驗箱風(fēng)道結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析

由側(cè)面送風(fēng)折返后經(jīng)散熱孔進入試驗箱內(nèi)部，各散熱口風(fēng)量及壓力呈現(xiàn)不一致性(越接近折返處， 風(fēng)量及壓力越大)?？紤]空氣由加熱絲加熱后由底部中心位置送風(fēng)進入試驗室。

2. 2 、紫外老化試驗箱試驗室排氣口優(yōu)化分析

試驗室排氣口位于箱體上部兩側(cè)或者中間都會引起氣流的局部導(dǎo)向性， 致使整體氣流不均勻， 部分位置發(fā)生渦流及湍流?？紤]將排氣口設(shè)定在試驗室兩側(cè)并與箱體長度一致。

2. 3 、改進后紫外老化試驗箱試驗室及風(fēng)道

整體設(shè)計如圖 5 所示;風(fēng)道設(shè)置在試驗箱中心下部位置， 整體呈直角型(拐角處圓角處理)， 進入試驗室后由一分流殼將熱空氣分流箱體左右兩側(cè)。試驗箱排氣口位于試驗箱斜邊兩側(cè)與試驗箱同寬。

2. 4 、改進后的紫外老化試驗箱試驗室及風(fēng)道模擬結(jié)果

模擬設(shè)置條件與SC/UV-340P相符。因為設(shè)置收斂條件相同， 運算經(jīng)過 210 步迭代滿足收斂條件后，系統(tǒng)內(nèi)溫度趨于穩(wěn)定停止運算。模擬溫度分布及氣體流場軌跡如圖 6、 圖 8 所示;氣體加熱后經(jīng)由直角型風(fēng)道進入試驗室內(nèi)由分流罩分流后在箱體內(nèi)形成規(guī)律的環(huán)形氣流， 沒有產(chǎn)生亂流及湍流現(xiàn)象。后由兩側(cè)的散熱孔排除箱體外。整體試驗室內(nèi)溫度較為均勻， 圖 7 中 可 以 看 出 整 體 系 統(tǒng) zui 大 溫 差 為1. 09 ℃， 平均溫度為 52. 3 ℃。

3 、紫外老化試驗箱zui后設(shè)計體會和結(jié)果

通 過對SC/UV-340P 箱體及風(fēng)道部分進行設(shè)計分析計算， 很好地得出出溫度分布及氣體流場的特點，再在此基礎(chǔ)上改進紫外老化試驗箱排風(fēng)口及風(fēng)道位置與結(jié)構(gòu)，從而系統(tǒng)整體溫度偏差從 3. 09 ℃降低到 1. 09 ℃， 消除了內(nèi)部氣體流場亂流現(xiàn)象，達到設(shè)計要求和實際應(yīng)用要求。