ステップイン式氷覆い模擬試験箱

ステップイン式氷覆い模擬試験箱自然環境における氷被覆現象をシミュレーションするための試験設備であり、実験室環境下で低温条件を再現し、物体表面に氷層を形成させ、主に電力、通信、交通、航空宇宙など多くの分野の設備の氷被覆環境下での性能を研究するために用いられる。以下にシステム構成、技術パラメータ、試験優位性などの面から紹介する。

一、ステップイン式氷覆い模擬試験箱システム構成

1.箱体：保温構造を採用し、内部温度を効果的に制御し、熱の散逸を減少する。箱体内には複数の気候調節モジュールが設置されており、凍雨、凍結霜、風速などの多種の気候条件をシミュレーションすることができる。

2.昇降ターンテーブル：設計が柔軟で、試験の必要に応じて高さと角度を調整し、異なるタイプとサイズの被験サンプルに適応することができる。試験中、被験試料は昇降テーブル上に置き、適切な温度と湿度条件に調整した。

3.シャワー水供給システム：精密ノズルを通じて水滴を散布し、水滴は低温環境下で急速に凍結し、氷被覆層を形成する。噴霧システムは、異なる降水強度（例えば、霧雨、中雨、豪雨など）をシミュレートするために、水滴の大きさと噴射量を調節することができる。ノズルは通常、凍結防止材料で作られ、低温環境下で長時間安定した運転を確保している。

4.高圧ガス源と給気システム：水蒸気を霧化し、シャワーシステムと協力し、所定の温度と湿度条件下で、水をサンプル表面で徐々に凍結させ、氷被覆を形成する。

5.温度調節装置：効率的な冷凍システムを内蔵し、箱内の温度を急速に氷点下（通常は-40°Cから0°C）に下げ、極寒環境を模擬することができる。温度制御システムは通常PID（比例−積分−微分）アルゴリズムを採用し、温度調節の正確性と安定性を確保し、温度変動が実験結果に与える影響を回避する。一部の高級設備では、自然界における温度急変をシミュレートするための急速な昇温機能を実現することもできる。

6.流量制御と調節装置：システム全体はコントローラを通じて監視と制御を行い、予め設定されたパラメータ、例えばシャワー水流量、ガス温度などに基づいて、シャワー水とガスに対して精密な調節を行い、被験試料の安定、正確な氷蓄積/凍雨試験を実現する。

二、技術パラメータ

1.温度範囲：-40 ~ 80℃で、異なる試験需要に応じて柔軟に調節することができる。

2.シャワー水温：0℃〜5℃であり、被験試料上の氷蓄積／凍雨の形成を促進するのに有利である。

3.スプレー強度：25 mm/h、異なる降水強度をシミュレーションする。

4.雨水直径：1.0 mm ~ 1.5 mm、実際の需要に応じて水滴の大きさを調整することができる。

5.氷の厚さ：6 mm/13 mm/20 mm/37 mm/75 mm（オプション）、試験製品によって材質と大きさが異なり、氷の厚さにかかる時間が異なる。

6.積氷密度：0.2 g/cm³〜0.9 g/cm³。

7.温度表示精度：0.01℃で、温度モニタリングの正確性を確保する。

8.湿度表示精度：0.1%RH、湿度変化を正確に把握する。

9.温度変動度：≤±0.5℃、温度の安定性を保証する。

10.湿度変動度：≤±1.5%RH。

11.温度偏差：≤±2.0℃

12.湿度偏差：≤±3.0%（≧75.0%RH）、 ≤±5.0%(.0%RH)。

13.昇温速度：＋20℃＋100℃は50分未満（全行程平均、空荷重）。

14.降温速度：＋20℃〜40℃70分（全行程平均、空荷重）−二重圧縮機冷凍（空荷重）。

三、試験優勢

1.インテリジェント化制御：優れた自動化制御システムを採用し、リアルタイムで試験環境パラメータを監視し、調節し、試験の安定性と正確性を確保する。

2.多重安全保障：水位センサー、ガス温度センサーなどの安全装置を設置し、異常を適時に発見し、処理し、試験の安全を保障する。

3.流量調節の正確さ：シャワー水流量とガス流量は需要に応じて正確に調節でき、試験条件の正確な再現性と制御性を確保する。

4.シミュレーション実環境：実際の応用ニーズに基づいて、異なる温度、水温とガス温度を設定し、多種の異なる凍雨環境をシミュレーションすることができる。

5.柔軟に調整可能：昇降ターンテーブルは試験の必要に応じて高さと角度を調整し、異なるタイプとサイズの被験サンプルに適応することができる。

大型氷覆いシミュレーション試験箱を通じて、研究者は氷覆い現象とその設備と材料に対する影響をより深く理解することができ、それによって関連分野の技術革新と工事実践に科学的根拠を提供する。