真空干燥箱內(nèi)溫度分布特征研究

真空干燥箱可在常溫甚至低溫下干燥物料，特別適用于熱敏性、易分解、易氧化等物品的快速干燥，在食品加工、醫(yī)藥制藥等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。文章采用經(jīng)校準(zhǔn)的無線溫度記錄儀測(cè)量了真空干燥箱在常壓和 1 kPa兩種工作條件下，工作區(qū)域溫度分布特點(diǎn)，研究結(jié)果表明此兩種條件下，真空干燥箱內(nèi)溫度波動(dòng)度均小于 1 °C ;由于傳熱方式的改變，1 kPa 條件下溫場(chǎng)均勻性變差。

真空干燥箱將物料置于真空環(huán)境中，從而降低水的沸點(diǎn)，物料內(nèi)部的水分通過壓力差擴(kuò)散到表面，水分子在物料表面獲得足夠的動(dòng)能，在克服分子間的吸引力后，被真空泵抽走排出，從而實(shí)現(xiàn)在常溫甚至低溫下干燥物料，特別適用于熱敏性、易分解、易氧化等物品的快速干燥，在食品加工、醫(yī)藥制 藥 等 行 業(yè) 得 到 廣 泛 應(yīng) 用［1 － 3］。為確保真空干燥箱溫度量值的準(zhǔn)確性，需要定期對(duì)真空干燥箱溫度量值進(jìn)行溯源。目前我國(guó)還沒有真空干燥箱國(guó)家校準(zhǔn)規(guī)范，真空干燥箱內(nèi)溫度的校準(zhǔn)往往參照 JJF 1101—2003 《環(huán)境試驗(yàn) 設(shè) 備 溫度、濕度校準(zhǔn)規(guī)范》 進(jìn)行。普通環(huán)境試驗(yàn)箱是在常壓下工作，一般配有空氣強(qiáng)制循環(huán)裝置，工作條件下，箱內(nèi)溫場(chǎng)波動(dòng)度、均勻度、示值誤差可滿足 JJF 1101—2003 的要求，而真空干燥箱一般是在真 空 條 件 下 工 作，對(duì) 箱 體 密 閉 性 要 求 嚴(yán) 格，即使不抽真空，由于缺乏空氣強(qiáng)制循環(huán)，箱內(nèi)溫場(chǎng)波動(dòng)度、均勻度、示值誤差較普通環(huán)境試驗(yàn)箱也會(huì)有差別。抽真空后，真空干燥箱內(nèi)傳熱方式改變，只存在輻射傳熱，也會(huì)導(dǎo)致最終溫場(chǎng)改變。因此，有必要對(duì)真空干燥箱內(nèi)溫度分布特征進(jìn)行研究，為真空干燥箱溫度校準(zhǔn)方法的制定提供依據(jù)。

1 試驗(yàn)方法

采用無線溫度記錄儀作為溫度測(cè)量設(shè)備，無線溫度記錄儀通過電腦軟件開啟，然后放進(jìn)真空干燥箱內(nèi)開始記錄數(shù)據(jù)，待記錄完畢后，將無線溫度記錄取出，利用電腦軟件讀取溫度數(shù)據(jù)，無線溫度記錄儀測(cè)量最大允許誤差小 于 0. 1 °C ，試驗(yàn)中每 30 s 記錄一次溫度數(shù)據(jù)。真空干燥箱內(nèi)溫度測(cè)量點(diǎn)的布置如圖 1 所示，真空干燥箱在使用過程中，物品放在真空干燥箱底部，底部是真空干燥箱的工作區(qū)域，因此，底部布 5 個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，箱內(nèi)幾何中心布 1 個(gè)點(diǎn)，用來測(cè)試真空干燥箱的空間溫度分布。試驗(yàn)開始前，先將無線溫度記錄儀編號(hào)，并放進(jìn)真空干燥箱內(nèi)各溫度測(cè)量點(diǎn)，然后關(guān)閉箱門，打開電源。本文測(cè)試了常壓和 1 kPa兩種情 況 下 的 溫 度 分 布，試 驗(yàn) 中 根 據(jù) 試 驗(yàn) 要 求，通過真空泵控制真空干燥箱內(nèi)的壓力，待真空干燥箱內(nèi)壓力達(dá)到預(yù)定壓力后，關(guān)閉真空閥，開啟真空干燥箱的加熱系統(tǒng)，試驗(yàn)中真空干燥箱溫度設(shè)定為 50 °C ，待真空干燥箱指示溫度達(dá)到設(shè)定溫度后，繼續(xù)穩(wěn)定 2 h 以上，確保真空干燥箱各測(cè)試點(diǎn)溫度達(dá)到穩(wěn)定。