Термобарокамеры

Известны термобарокамеры с большим объемом (до 2000 м3), с более низкой (до −180°С) и высокой (до 300°С) предельными температурами, а также более низким вакуумом (до 0,001 Па). Термобарокамеры объемом до 8 м3 обычно имеют корпус цилиндрической формы, которая обеспечивает большие прочность и устойчивость к нагрузке, чем прямоугольная (рис. 11.13). Корпус камер большего объема часто выполняют многоугольной формы с ребрами жесткости.

Термобарокамеры небольшого объема (до 2 м³) обычно выполняют в виде блока, внутри которого скомпоновано все необходимое оборудование. Камеры большего объема состоят из нескольких блоков: собственно камеры, холодильных агрегатов, вакуумных насосов, пульта управления и сигнализации. Теплоизоляцию располагают преимущественно снаружи вакуумируемого пространства, так как изоляция содержит в порах газ9 для удаления которого требуется повышенная производительность вакуумного насоса. В термобарокамерах применяют два вида испарителей: воздухоохладители для передачи теплоты в основном конвекцией и панельные батареи для радиационного охлаждения при вакууме. Панельные батареи располагают по возможности ближе к испытываемому объекту (например, на стенках, ограждающих полезный объем) с целью увеличить эффективную площадь поверхности радиационного теплообмена.

В камерах большого объема (свыше 10 м³) воздухоохладители небольшой производительности размещают вдоль стенок в промежутке между корпусом и панелями, ограждающими полезный объем. Такое распределение воздухоохладителей обеспечивает равномерность температуры воздуха в охлаждаемом пространстве и рациональное использование пространства. В ситуации, когда требуется высокая скорость достижения в камере заданного режима, предусматривают вспомогательные батареи для охлаждения теплоизоляции (батареи располагают внутри слоя изоляции) или охлаждения стального корпуса (батареи крепят к корпусу). Вентиляторы имеют двухскоростной электродвигатель, чтобы при низком давлении воздуха (обычно менее 29 кПа) перейти на большую частоту вращения вала, сохранив тем самым приемлемую интенсивность конвективного теплообмена.

В испытательных камерах, обеспечивающих нагревание до 200°С, предусматривают меры, исключающие чрезмерное повышение температуры, а значит, и давления, в системе холодильной установки, например, путем включения в работу верхней ветви каскада. А если возможно нагревание до более высокой температуры, то предусматривают и конструкционную защиту от чрезмерного нагревания испарителя, размещая испаритель 11 и электронагреватели 14 в каналах, разделенных теплоизолированной панелью и подвижной перегородкой 9 (см. рис. 11.13). С помощью перегородки 9 переключают каналы при изменении режима работы камеры. Водяные теплообменники 10,12 охлаждают испаритель в период поддержания высокотемпературного режима. Вакуумная установка включает механические вакуумные насосы: одноступенчатые для получения давления до 1 Па, двухступенчатые для достижения давления ОД Па. Более низкое давление получают с помощью диффузионных вакуумных насосов.