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宾德真空干燥箱内温度分布特征研究

[导读]真空干燥箱可在常温甚至低温下干燥物料,特别适用于热敏性、易分解、易氧化等物品的快速干燥,在食品加工、医药制药等行业得到广泛应用。文章采用经校准的无线温度记录仪测量了真空干燥箱在常压和1 kPa两种工作条件下,工作区域温度分布特点,研究结果表明此两种条件下

真空干燥箱可在常温甚至低温下干燥物料,特别适用于热敏性、易分解、易氧化等物品的快速干燥,在食品加工、医药制药等行业得到广泛应用。文章采用经校准的无线温度记录仪测量了真空干燥箱在常压和1 kPa两种工作条件下,工作区域温度分布特点,研究结果表明此两种条件下,真空干燥箱内温度波动度均小于1℃;由于传热方式的改变,1 kPa条件下温场均匀性变差。

真空干燥箱将物料置于真空环境中,从而降低水的沸点,物料内部的水分通过压力差扩散到表面,水分子在物料表面获得足够的动能,在克服分子间的吸引力后,被真空泵抽走排出,从而实现在常温甚至低温下干燥物料,特别适用于热敏性、易分解、易氧化等物品的快速干燥,在食品加工、医药制药等行业得到广泛应用[1,2,3]。为确保真空干燥箱温度量值的准确性,需要定期对真空干燥箱温度量值进行溯源。目前我国还没有真空干燥箱国家校准规范,真空干燥箱内温度的校准往往参照JJF 1101—2003《环境试验设备温度、湿度校准规范》进行。普通环境试验箱是在常压下工作,一般配有空气强制循环装置,工作条件下,箱内温场波动度、均匀度、示值误差可满足JJF 1101—2003的要求,而真空干燥箱一般是在真空条件下工作,对箱体密闭性要求严格,即使不抽真空,由于缺乏空气强制循环,箱内温场波动度、均匀度、示值误差较普通环境试验箱也会有差别。抽真空后,真空干燥箱内传热方式改变,只存在辐射传热,也会导致最终温场改变。因此,有必要对真空干燥箱内温度分布特征进行研究,为真空干燥箱温度校准方法的制定提供依据。

1 试验方法

采用无线温度记录仪作为温度测量设备,无线温度记录仪通过电脑软件开启,然后放进真空干燥箱内开始记录数据,待记录完毕后,将无线温度记录仪取出,利用电脑软件读取温度数据,无线温度记录仪测量最大允许误差小于0.1 ℃,试验中每30 s记录一次温度数据。真空干燥箱内温度测量点的布置如图1所示,真空干燥箱在使用过程中,物品放在真空干燥箱底部,底部是真空干燥箱的工作区域,因此,底部布5个测温点,箱内几何中心布1个点,用来测试真空干燥箱的空间温度分布。试验开始前,先将无线温度记录仪编号,并放进真空干燥箱内各温度测量点,然后关闭箱门,打开电源。本文测试了常压和1 kPa两种情况下的温度分布,试验中根据试验要求,通过真空泵控制真空干燥箱内的压力,待真空干燥箱内压力达到预定压力后,关闭真空阀,开启真空干燥箱的加热系统,试验中真空干燥箱温度设定为50 ℃,待真空干燥箱指示温度达到设定温度后,继续稳定2 h以上,确保真空干燥箱各测试点温度达到稳定。

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