محاكاة البيئة في درجات الحرارة المنخفضة جدا من المعدات القطبية هو مجال هام من مجالات البحوث التقنية ، والغرض الرئيسي من ذلك هو اختبار أداء مختلف المعدات تحت ظروف قاسية الباردة . هذا أسلوب المحاكاة المستخدمة على نطاق واسع في الهواء الطلق المعدات ، والمعدات الصناعية ، والمواد الخاصة في عملية البحث والتطوير والتحسين . من خلال محاكاة البيئة القطبية ، يمكن للباحثين فهم أفضل المواد ، والمكونات الميكانيكية والالكترونية في درجات حرارة منخفضة جدا في السلوك ، وبالتالي تحسين موثوقية وسلامة المنتجات .

المبدأ الأساسي في درجة حرارة منخفضة جدا محاكاة البيئة هو خلق ظروف درجات الحرارة المنخفضة من خلال طريقة مصطنعة ، والتي يمكن أن تمثل الخصائص المناخية النموذجية في المناطق القطبية . في العام ، محاكاة البيئة يجب أن تصل إلى درجة حرارة ناقص 40 درجة مئوية أو أقل ، وفي الوقت نفسه السيطرة على الرطوبة وسرعة الرياح وغيرها من المتغيرات من أجل محاكاة البيئة الحقيقية . هذا النوع من المحاكاة تتم عادة في مختبر المناخ المتخصصة ، التي لديها معدات التبريد الكبيرة ، والعزل الحراري هيكل ونظام الرصد .

وتشمل عملية محاكاة المعدات القطبية في درجات حرارة منخفضة جدا ما يلي :

1 - إعداد البارامترات البيئية . نطاق درجة الحرارة ، والمدة وغيرها من العوامل البيئية التي تحتاج إلى محاكاة مصممة وفقا لمتطلبات التطبيق العملي المشهد . على سبيل المثال ، بعض الاختبارات تحتاج إلى محاكاة التعرض لدرجات الحرارة المنخفضة التي استمرت عدة أيام ، في حين أن آخرين قلقون من تأثير التغيرات السريعة في درجات الحرارة على المعدات .

2 . إعداد العينات ووضعها . اختبار المعدات أو المواد التي سيتم وضعها في محاكاة المقصورة ، وفقا لمتطلبات التجربة ، وأجهزة الاستشعار لتحديد المواقع لرصد درجة الحرارة ، الضغط ، والاهتزاز وغيرها من البيانات . عينات الاختبار قد تشمل الملابس ، والآلات ، والبطاريات ، والأدوات الإلكترونية ، الخ .

3 . محاكاة عملية الحصول على البيانات . بدء تشغيل جهاز محاكاة ، والحد من درجة حرارة البيئة تدريجيا إلى القيمة المستهدفة ، والحفاظ على الاستقرار . وخلال هذه الفترة ، يتم جمع البيانات باستمرار من خلال أجهزة الاستشعار وأجهزة التسجيل لمراقبة التغيرات الفيزيائية والكيميائية للعينات .

4 - تحليل النتائج والتحسين . بعد الاختبار ، تم تحليل البيانات لتقييم أداء العينة في درجة حرارة منخفضة جدا . إذا كان هناك أي نقص ، يمكن للباحثين تعديل صياغة المواد أو التصميم الهيكلي لتحسين المنتج .

في درجة حرارة منخفضة جدا المحاكاة ، والمعدات التقنية المستخدمة عادة تشمل النيتروجين السائل نظام التبريد ، ضاغط عالية الطاقة ، والبيئة المقصورة ، وهلم جرا . هذه الأجهزة يمكن التحكم في درجة الحرارة بدقة والحفاظ على ظروف بيئية مستقرة أثناء الاختبار . من أجل ضمان التكرار والدقة في التجربة ، عملية المحاكاة يجب أن تتبع المعايير التقنية ذات الصلة وتشغيل القواعد .

في تطوير المعدات القطبية ، درجة حرارة منخفضة جدا محاكاة البيئة المستخدمة على نطاق واسع . على سبيل المثال ، تحقق من مرونة ، نفاذية الهواء والمتانة من الأقمشة في درجة حرارة منخفضة . اختبار اللزوجة تغيير زيوت التشحيم في درجة حرارة منخفضة . تقييم عمر البطارية وبدء أداء المعدات الالكترونية . من خلال هذه الاختبارات ، المشاكل المحتملة التي يمكن العثور عليها قبل أن يتم وضع المنتج في الاستخدام الفعلي ، والحد من المخاطر في العمليات القطبية .

ومن الجدير بالذكر أن درجة حرارة منخفضة جدا المحاكاة لا تستخدم فقط في مرحلة تطوير المنتجات ، ولكن أيضا في اختبار الجودة ومعايير التصديق . العديد من معايير الصناعة والمعايير الوطنية تتطلب أنواع معينة من المعدات من خلال تنويع درجات الحرارة المنخفضة جدا اختبار البيئة لضمان الامتثال لمتطلبات السلامة والأداء .

على الرغم من أن درجة حرارة منخفضة جدا تكنولوجيا المحاكاة قد نضجت ، لا تزال هناك بعض التحديات . على سبيل المثال ، محاكاة بيئة شديدة البرودة وارتفاع استهلاك الطاقة ، وارتفاع تكاليف صيانة المعدات . كيفية محاكاة الظروف البيئية في المناطق القطبية الاصطناعية أكثر واقعية ( مثل الرياح القوية ، تساقط الثلوج ، الخ . ) في المستقبل ، مع التقدم في تكنولوجيا التبريد و علوم المواد ، دقة وكفاءة المحاكاة في درجة حرارة منخفضة جدا من المتوقع أن تتحسن .

وبصفة عامة ، فإن درجة حرارة منخفضة جدا محاكاة البيئة القطبية المعدات هو مفتاح الدعم التقني ، والتي توفر ضمانة هامة لتطبيق مختلف المعدات في بيئة قاسية . من خلال التحسين المستمر في أساليب المحاكاة والتكنولوجيا ، يمكن أن تلبي على نحو أفضل احتياجات الاستكشاف القطبي ، والبحث العلمي والتطبيقات الصناعية .