環境試驗箱加濕和去濕的方法
信息來(lai)源于(yu)(yu)：互聯網 發(fa)布于(yu)(yu)：2024-07-27
濕(shi)(shi)熱環境試驗(yan)箱為了實現試驗(yan)條件(jian)，不可避免地要對(dui)試驗(yan)箱進行(xing)加(jia)濕(shi)(shi)和除濕(shi)(shi)的操作(zuo)，本文打算就目前大量在濕(shi)(shi)熱試驗(yan)箱中運用較多的各種方法(fa)進行(xing)分析，指(zhi)出它(ta)們各自的優缺點和建議(yi)使用的條件(jian)。
濕(shi)度(du)表(biao)示的(de)(de)方(fang)法很多，就試驗設(she)備(bei)而言(yan)，通(tong)常用(yong)相對濕(shi)度(du)這一概念(nian)描述(shu)濕(shi)度(du)。相對濕(shi)度(du)的(de)(de)定義是指空(kong)氣中(zhong)(zhong)水(shui)(shui)汽(qi)(qi)分壓(ya)(ya)(ya)力(li)與該溫(wen)(wen)度(du)下水(shui)(shui)的(de)(de)飽(bao)和(he)汽(qi)(qi)壓(ya)(ya)(ya)之(zhi)(zhi)比(bi)并用(yong)百分數表(biao)示。由水(shui)(shui)汽(qi)(qi)飽(bao)和(he)壓(ya)(ya)(ya)力(li)性質可知，水(shui)(shui)汽(qi)(qi)的(de)(de)飽(bao)和(he)壓(ya)(ya)(ya)力(li)只是溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)函(han)數，與水(shui)(shui)汽(qi)(qi)可處的(de)(de)空(kong)氣壓(ya)(ya)(ya)力(li)無關(guan)(guan)，人(ren)們通(tong)過大(da)(da)量(liang)的(de)(de)實驗和(he)整理尋求到了表(biao)示水(shui)(shui)汽(qi)(qi)飽(bao)和(he)壓(ya)(ya)(ya)力(li)與溫(wen)(wen)度(du)之(zhi)(zhi)間的(de)(de)關(guan)(guan)系(xi)，其(qi)中(zhong)(zhong)已被工程和(he)計量(liang)大(da)(da)量(liang)采用(yong)的(de)(de)應當是戈夫格列其(qi)公式。它被目前氣象部門(men)編制濕(shi)度(du)查(cha)算表(biao)所采用(yong)。
加(jia)(jia)濕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)實(shi)際上就(jiu)是提(ti)高水(shui)(shui)汽分(fen)壓(ya)力，最初的(de)(de)(de)加(jia)(jia)濕(shi)(shi)(shi)方式就(jiu)是向試驗(yan)(yan)(yan)箱壁噴淋(lin)水(shui)(shui)，通(tong)過(guo)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)水(shui)(shui)溫(wen)使水(shui)(shui)表面(mian)飽和壓(ya)力得到控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)。箱壁表面(mian)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)形成較(jiao)大的(de)(de)(de)面(mian)，在這(zhe)個面(mian)上向箱內(nei)通(tong)過(guo)擴散的(de)(de)(de)方式向箱內(nei)加(jia)(jia)入水(shui)(shui)汽壓(ya)使試驗(yan)(yan)(yan)箱中(zhong)相對(dui)(dui)濕(shi)(shi)(shi)度(du)升高，這(zhe)一(yi)方法出現(xian)在上世紀五十年(nian)代(dai)。由于(yu)當時對(dui)(dui)濕(shi)(shi)(shi)度(du)的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)主要是用(yong)水(shui)(shui)銀電(dian)接點(dian)式導(dao)電(dian)表進行簡(jian)單的(de)(de)(de)開關(guan)量調節，對(dui)(dui)于(yu)大滯后(hou)的(de)(de)(de)熱水(shui)(shui)箱水(shui)(shui)溫(wen)的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)適(shi)應性較(jiao)差(cha)，因此控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)過(guo)渡過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)較(jiao)長(chang)(chang)，不(bu)能滿足交(jiao)變濕(shi)(shi)(shi)熱對(dui)(dui)加(jia)(jia)濕(shi)(shi)(shi)量要求較(jiao)多的(de)(de)(de)需要，更(geng)重要地是在對(dui)(dui)箱壁噴淋(lin)的(de)(de)(de)時候，不(bu)可避(bi)免地有(you)(you)(you)(you)水(shui)(shui)滴淋(lin)在試品(pin)上對(dui)(dui)試品(pin)形成不(bu)同程(cheng)(cheng)(cheng)度(du)的(de)(de)(de)污(wu)染。同時對(dui)(dui)箱內(nei)排水(shui)(shui)也有(you)(you)(you)(you)一(yi)定的(de)(de)(de)要求。這(zhe)一(yi)方法很快就(jiu)被蒸汽加(jia)(jia)濕(shi)(shi)(shi)和淺水(shui)(shui)盤加(jia)(jia)濕(shi)(shi)(shi)所取代(dai)。但是這(zhe)一(yi)方法還(huan)是有(you)(you)(you)(you)一(yi)些(xie)優點(dian)。雖然(ran)它的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)過(guo)渡過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)較(jiao)長(chang)(chang)，但系統穩定后(hou)濕(shi)(shi)(shi)度(du)波(bo)動較(jiao)小，比較(jiao)適(shi)合做恒定濕(shi)(shi)(shi)熱試驗(yan)(yan)(yan)。另外在加(jia)(jia)濕(shi)(shi)(shi)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中(zhong)水(shui)(shui)汽不(bu)過(guo)熱不(bu)會增加(jia)(jia)系統中(zhong)的(de)(de)(de)額外熱量。還(huan)有(you)(you)(you)(you)，當控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)噴淋(lin)水(shui)(shui)溫(wen)使之低于(yu)試驗(yan)(yan)(yan)要求的(de)(de)(de)要點(dian)溫(wen)度(du)時，噴淋(lin)水(shui)(shui)具有(you)(you)(you)(you)除濕(shi)(shi)(shi)作用(yong)。
隨著濕(shi)熱(re)(re)試(shi)驗由恒定濕(shi)熱(re)(re)向交(jiao)變濕(shi)熱(re)(re)發(fa)展，要求有(you)較(jiao)快的(de)加(jia)(jia)濕(shi)反(fan)應(ying)能(neng)力(li)，噴(pen)淋(lin)加(jia)(jia)濕(shi)已不(bu)能(neng)滿足要求時，蒸汽加(jia)(jia)濕(shi)和淺水(shui)盤(pan)加(jia)(jia)濕(shi)方法(fa)開始(shi)大(da)量(liang)被采用并得(de)到發(fa)展。
水(shui)汽(qi)(qi)的(de)(de)飽和壓(ya)(ya)力隨著水(shui)溫(wen)(wen)的(de)(de)升高(gao)(gao)而升高(gao)(gao)，當水(shui)溫(wen)(wen)高(gao)(gao)至沸點(dian)時(shi)，在一個標準大(da)氣壓(ya)(ya)力時(shi)，水(shui)汽(qi)(qi)飽和壓(ya)(ya)將(jiang)超過(guo)100Kpa，這(zhe)(zhe)時(shi)一個特別加(jia)濕(shi)(shi)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)鍋(guo)爐(lu)會(hui)噴出蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)，向試(shi)驗箱(xiang)內加(jia)濕(shi)(shi)。這(zhe)(zhe)一加(jia)濕(shi)(shi)過(guo)程會(hui)很(hen)快完成(cheng)(cheng)。因(yin)此在交(jiao)變濕(shi)(shi)熱(re)(re)箱(xiang)中被廣泛運用。在很(hen)多(duo)情(qing)況(kuang)(kuang)(kuang)下(xia)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)總是高(gao)(gao)于試(shi)驗工況(kuang)(kuang)(kuang)要求的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)，這(zhe)(zhe)時(shi)高(gao)(gao)濕(shi)(shi)的(de)(de)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)和較低濕(shi)(shi)度(du)的(de)(de)空氣混(hun)和后(hou)，一部份水(shui)汽(qi)(qi)會(hui)凝結成(cheng)(cheng)水(shui)并放出汽(qi)(qi)化(hua)熱(re)(re)，在箱(xiang)內產生額外(wai)(wai)的(de)(de)熱(re)(re)量(liang)，有時(shi)為了平衡這(zhe)(zhe)一部分熱(re)(re)量(liang)往(wang)往(wang)要開啟壓(ya)(ya)縮機制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)。當制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)溫(wen)(wen)度(du)控制(zhi)(zhi)(zhi)不當時(shi)可能(neng)會(hui)使(shi)蒸(zheng)(zheng)發器上結霜影響制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)效果，同時(shi)由于制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)的(de)(de)作(zuo)用會(hui)產生除(chu)濕(shi)(shi)效果，使(shi)箱(xiang)內濕(shi)(shi)度(du)下(xia)降(jiang)，為維(wei)持試(shi)驗工況(kuang)(kuang)(kuang)將(jiang)增大(da)加(jia)濕(shi)(shi)量(liang)，進一步(bu)增加(jia)箱(xiang)內額外(wai)(wai)熱(re)(re)量(liang)。甚至會(hui)出現(xian)不斷地(di)加(jia)濕(shi)(shi)，制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)又同時(shi)不斷地(di)除(chu)濕(shi)(shi)的(de)(de)現(xian)象。
采(cai)用(yong)蒸汽(qi)加(jia)(jia)濕(shi)具有加(jia)(jia)濕(shi)快，能適應交變濕(shi)熱(re)試(shi)驗在升溫段(duan)對要(yao)(yao)求加(jia)(jia)濕(shi)量大(da)(da)的(de)(de)需要(yao)(yao)。因此該方法被(bei)大(da)(da)量地采(cai)用(yong)。其(qi)主要(yao)(yao)缺點是向箱內引入了過(guo)熱(re)蒸汽(qi)，增加(jia)(jia)了箱內的(de)(de)熱(re)量。在設計時要(yao)(yao)特別(bie)注意過(guo)熱(re)蒸汽(qi)對系統(tong)帶來的(de)(de)影(ying)響。
淺(qian)(qian)水(shui)(shui)(shui)(shui)盤(pan)加(jia)濕器具有(you)蒸汽加(jia)濕和(he)(he)噴淋加(jia)濕兩種(zhong)方法的(de)優點(dian)，淺(qian)(qian)水(shui)(shui)(shui)(shui)盤(pan)是(shi)在試(shi)驗(yan)箱中(zhong)設(she)計了(le)(le)表(biao)面(mian)足(zu)夠(gou)大的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)盤(pan)，水(shui)(shui)(shui)(shui)盤(pan)中(zhong)放置了(le)(le)加(jia)熱(re)器。水(shui)(shui)(shui)(shui)面(mian)的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)汽壓可(ke)(ke)通(tong)(tong)過擴(kuo)散(san)(san)和(he)(he)對(dui)流質(zhi)交(jiao)換(huan)(huan)向(xiang)空(kong)(kong)氣中(zhong)不(bu)(bu)(bu)斷地(di)(di)補(bu)充水(shui)(shui)(shui)(shui)汽，而通(tong)(tong)過這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)形式的(de)加(jia)濕水(shui)(shui)(shui)(shui)汽不(bu)(bu)(bu)過熱(re)。但是(shi)由(you)(you)于(yu)(yu)水(shui)(shui)(shui)(shui)盤(pan)的(de)面(mian)積不(bu)(bu)(bu)可(ke)(ke)做到很大，因此(ci)擴(kuo)散(san)(san)和(he)(he)對(dui)流質(zhi)交(jiao)換(huan)(huan)并(bing)不(bu)(bu)(bu)十分劇烈。通(tong)(tong)過適(shi)當地(di)(di)加(jia)熱(re)水(shui)(shui)(shui)(shui)盤(pan)的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)使(shi)(shi)其高于(yu)(yu)箱內的(de)試(shi)驗(yan)溫(wen)度(du)，這(zhe)(zhe)(zhe)時水(shui)(shui)(shui)(shui)盤(pan)表(biao)面(mian)層隨著溫(wen)度(du)升(sheng)高，水(shui)(shui)(shui)(shui)汽壓力升(sheng)產高，與箱體(ti)中(zhong)空(kong)(kong)氣中(zhong)水(shui)(shui)(shui)(shui)汽分壓力之(zhi)差增加(jia)，加(jia)劇了(le)(le)水(shui)(shui)(shui)(shui)汽擴(kuo)散(san)(san)和(he)(he)對(dui)流質(zhi)交(jiao)換(huan)(huan)。在滿(man)足(zu)試(shi)驗(yan)箱加(jia)濕要求(qiu)的(de)情(qing)況，水(shui)(shui)(shui)(shui)盤(pan)中(zhong)的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)并(bing)不(bu)(bu)(bu)要求(qiu)過高，這(zhe)(zhe)(zhe)時水(shui)(shui)(shui)(shui)汽的(de)過熱(re)量有(you)明顯(xian)下降(jiang)。這(zhe)(zhe)(zhe)一點(dian)較(jiao)直接蒸汽加(jia)濕方法顯(xian)得更優，這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)方法的(de)不(bu)(bu)(bu)足(zu)之(zhi)處(chu)在于(yu)(yu)做低(di)(di)濕試(shi)驗(yan)時由(you)(you)于(yu)(yu)水(shui)(shui)(shui)(shui)盤(pan)有(you)擴(kuo)散(san)(san)和(he)(he)對(dui)流質(zhi)交(jiao)換(huan)(huan)的(de)存在，要獲得低(di)(di)濕較(jiao)難。采用(yong)(yong)制冷(leng)降(jiang)低(di)(di)水(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)可(ke)(ke)使(shi)(shi)濕度(du)有(you)所下降(jiang)。由(you)(you)于(yu)(yu)目(mu)前的(de)濕熱(re)箱已和(he)(he)低(di)(di)溫(wen)箱做成了(le)(le)一體(ti)，為防止水(shui)(shui)(shui)(shui)盤(pan)中(zhong)水(shui)(shui)(shui)(shui)對(dui)做低(di)(di)溫(wen)試(shi)驗(yan)時造成的(de)不(bu)(bu)(bu)利，通(tong)(tong)常要將水(shui)(shui)(shui)(shui)排出箱外，對(dui)設(she)備(bei)的(de)使(shi)(shi)用(yong)(yong)增加(jia)了(le)(le)一定麻(ma)煩(fan)。另外當試(shi)驗(yan)箱長期不(bu)(bu)(bu)用(yong)(yong)時，水(shui)(shui)(shui)(shui)盤(pan)中(zhong)容易滋生(sheng)微生(sheng)物影響(xiang)設(she)備(bei)的(de)清潔。
隨著試(shi)驗(yan)(yan)(yan)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)不斷(duan)的變化(hua)，試(shi)品(pin)在(zai)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)過程(cheng)中要(yao)(yao)帶(dai)電工(gong)作并發出(chu)大量熱量，這時通常要(yao)(yao)采用壓縮機(ji)對其(qi)制冷，在(zai)制冷過程(cheng)中蒸(zheng)發器與空氣要(yao)(yao)進行熱質(zhi)交(jiao)換(huan)，試(shi)品(pin)發熱量越大，熱質(zhi)交(jiao)換(huan)越劇烈(lie)，試(shi)驗(yan)(yan)(yan)箱中水(shui)汽會被蒸(zheng)發器除(chu)去，若采用蒸(zheng)汽加(jia)濕難以(yi)實現試(shi)驗(yan)(yan)(yan)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)的高(gao)濕工(gong)況，于是為滿足試(shi)驗(yan)(yan)(yan)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)，出(chu)現了另一種過冷蒸(zheng)汽加(jia)濕法。
過冷蒸(zheng)汽的(de)(de)產生通(tong)常有超(chao)聲(sheng)波法(fa)(fa)，高壓噴霧(wu)法(fa)(fa)，離心噴霧(wu)等。它們將(jiang)水(shui)轉換成(cheng)(cheng)微米級的(de)(de)水(shui)霧(wu)，這(zhe)(zhe)種霧(wu)處于亞穩(wen)態狀態。若(ruo)它獲得熱量(liang)將(jiang)轉換為汽，若(ruo)得不到(dao)熱量(liang)則會變成(cheng)(cheng)水(shui)滴(di)，在(zai)試(shi)品(pin)發熱的(de)(de)情況下，霧(wu)吸收試(shi)品(pin)發出的(de)(de)熱量(liang)汽化，將(jiang)這(zhe)(zhe)些(xie)熱量(liang)轉換成(cheng)(cheng)水(shui)的(de)(de)潛(qian)熱，使箱(xiang)內水(shui)汽壓升高達到(dao)試(shi)驗(yan)要求的(de)(de)濕度(du)。水(shui)汽的(de)(de)潛(qian)熱在(zai)制冷蒸(zheng)發器上放出，通(tong)過這(zhe)(zhe)一等焓的(de)(de)熱質交(jiao)換完成(cheng)(cheng)加(jia)濕，這(zhe)(zhe)一方(fang)法(fa)(fa)在(zai)實踐(jian)中(zhong)證明十分有效(xiao)，并在(zai)一些(xie)試(shi)驗(yan)箱(xiang)中(zhong)得到(dao)運用。
除(chu)濕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)方(fang)(fang)(fang)法(fa)目前運(yun)(yun)用(yong)得最為(wei)廣(guang)泛有兩種(zhong)，一(yi)(yi)是(shi)冷(leng)凍除(chu)濕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)法(fa)，另一(yi)(yi)種(zhong)是(shi)固體吸(xi)(xi)濕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑除(chu)濕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)法(fa)。前者是(shi)將空氣中的(de)水(shui)汽(qi)冷(leng)凝在(zai)表(biao)冷(leng)器(qi)上形成(cheng)水(shui)或(huo)霜(shuang)。由于濕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)熱(re)箱的(de)試驗過程通(tong)常較長，表(biao)冷(leng)器(qi)結(jie)霜(shuang)會(hui)影響(xiang)除(chu)濕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效果(guo)，一(yi)(yi)般應盡量(liang)(liang)(liang)避免這(zhe)種(zhong)現象發(fa)生，為(wei)使表(biao)冷(leng)器(qi)不至于結(jie)霜(shuang)，應當將表(biao)冷(leng)器(qi)的(de)溫度控制(zhi)在(zai)0℃以上。這(zhe)時箱內(nei)濕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)度用(yong)露(lu)(lu)點(dian)描述時，其(qi)露(lu)(lu)點(dian)溫度約為(wei)5～7℃。這(zhe)一(yi)(yi)露(lu)(lu)點(dian)溫度已能滿足現行的(de)試驗方(fang)(fang)(fang)法(fa)的(de)要求，同(tong)時使用(yong)十分(fen)方(fang)(fang)(fang)便，因此(ci)運(yun)(yun)用(yong)最廣(guang)。當要求更低(di)的(de)露(lu)(lu)點(dian)時，通(tong)常采用(yong)固體吸(xi)(xi)濕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑進一(yi)(yi)步吸(xi)(xi)濕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑。這(zhe)類(lei)吸(xi)(xi)濕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑的(de)表(biao)面水(shui)汽(qi)壓力在(zai)幾百至幾十個PPm數(shu)量(liang)(liang)(liang)級上，可獲得-70℃左右(you)的(de)露(lu)(lu)點(dian)溫度。這(zhe)種(zhong)方(fang)(fang)(fang)法(fa)使用(yong)很不方(fang)(fang)(fang)便或(huo)購買(mai)專(zhuan)門的(de)設(she)備十分(fen)昂(ang)貴。只有在(zai)一(yi)(yi)些有特殊要求的(de)試驗時才被采用(yong)。如(ru)對內(nei)燃機在(zai)低(di)溫或(huo)做運(yun)(yun)行試驗的(de)低(di)溫箱時，要求對箱內(nei)補充(chong)大量(liang)(liang)(liang)空氣供燃油燃燒時使用(yong)。為(wei)防止新空氣中的(de)水(shui)汽(qi)在(zai)低(di)溫箱的(de)蒸發(fa)器(qi)大量(liang)(liang)(liang)結(jie)霜(shuang)影響(xiang)制(zhi)冷(leng)，需要用(yong)固體吸(xi)(xi)濕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)原理(li)制(zhi)成(cheng)并(bing)能連續運(yun)(yun)行的(de)轉輪除(chu)濕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)機。目前這(zhe)種(zhong)除(chu)濕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)機的(de)商(shang)品(pin)價格十分(fen)昂(ang)貴。
