環境試驗箱加濕和去濕的方法
信息來(lai)源于：互聯網 發(fa)布于：2024-07-27
濕(shi)熱環境試驗箱為了(le)實(shi)現試驗條(tiao)件，不可避免地要對試驗箱進行(xing)加濕(shi)和除濕(shi)的(de)(de)操作，本文打算(suan)就(jiu)目前大量在濕(shi)熱試驗箱中運用較(jiao)多(duo)的(de)(de)各(ge)種方法進行(xing)分析，指(zhi)出它們各(ge)自的(de)(de)優缺點和建議使用的(de)(de)條(tiao)件。
濕度表(biao)示的(de)方法很多，就試驗設備而(er)言，通常用相(xiang)對濕度這一概念描述濕度。相(xiang)對濕度的(de)定義是(shi)指空氣中水(shui)(shui)汽分(fen)壓力與該溫(wen)(wen)度下水(shui)(shui)的(de)飽和(he)汽壓之比并(bing)用百分(fen)數(shu)表(biao)示。由水(shui)(shui)汽飽和(he)壓力性質可知，水(shui)(shui)汽的(de)飽和(he)壓力只是(shi)溫(wen)(wen)度的(de)函數(shu)，與水(shui)(shui)汽可處的(de)空氣壓力無關，人們通過大量(liang)(liang)的(de)實驗和(he)整理尋求到了表(biao)示水(shui)(shui)汽飽和(he)壓力與溫(wen)(wen)度之間的(de)關系，其中已被工程和(he)計量(liang)(liang)大量(liang)(liang)采用的(de)應當是(shi)戈夫格列其公式。它被目前氣象部門編制濕度查算表(biao)所采用。
加(jia)濕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程實際上(shang)(shang)就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)提高水(shui)(shui)(shui)汽(qi)分(fen)壓(ya)力，最(zui)初(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)濕(shi)(shi)方(fang)式就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)向(xiang)試(shi)(shi)驗箱壁噴淋(lin)(lin)水(shui)(shui)(shui)，通過(guo)控制水(shui)(shui)(shui)溫使水(shui)(shui)(shui)表面飽和壓(ya)力得到控制。箱壁表面的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)形成(cheng)(cheng)較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)面，在(zai)(zai)這(zhe)個面上(shang)(shang)向(xiang)箱內通過(guo)擴散的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)式向(xiang)箱內加(jia)入水(shui)(shui)(shui)汽(qi)壓(ya)使試(shi)(shi)驗箱中相(xiang)對(dui)(dui)(dui)濕(shi)(shi)度升(sheng)高，這(zhe)一(yi)(yi)(yi)(yi)方(fang)法出現在(zai)(zai)上(shang)(shang)世(shi)紀五十年代(dai)(dai)。由于當(dang)時(shi)(shi)對(dui)(dui)(dui)濕(shi)(shi)度的(de)(de)(de)(de)(de)控制主要(yao)是(shi)(shi)用(yong)水(shui)(shui)(shui)銀電(dian)接點式導電(dian)表進行簡(jian)單(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)開(kai)關量調節，對(dui)(dui)(dui)于大(da)滯(zhi)后的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)水(shui)(shui)(shui)箱水(shui)(shui)(shui)溫的(de)(de)(de)(de)(de)控制適應性(xing)較(jiao)(jiao)差，因此控制的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)渡過(guo)程較(jiao)(jiao)長，不能滿足交變濕(shi)(shi)熱(re)對(dui)(dui)(dui)加(jia)濕(shi)(shi)量要(yao)求較(jiao)(jiao)多的(de)(de)(de)(de)(de)需(xu)要(yao)，更重要(yao)地是(shi)(shi)在(zai)(zai)對(dui)(dui)(dui)箱壁噴淋(lin)(lin)的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)候(hou)，不可(ke)避免地有水(shui)(shui)(shui)滴(di)淋(lin)(lin)在(zai)(zai)試(shi)(shi)品上(shang)(shang)對(dui)(dui)(dui)試(shi)(shi)品形成(cheng)(cheng)不同程度的(de)(de)(de)(de)(de)污染(ran)。同時(shi)(shi)對(dui)(dui)(dui)箱內排水(shui)(shui)(shui)也有一(yi)(yi)(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)求。這(zhe)一(yi)(yi)(yi)(yi)方(fang)法很快就(jiu)(jiu)被蒸汽(qi)加(jia)濕(shi)(shi)和淺(qian)水(shui)(shui)(shui)盤加(jia)濕(shi)(shi)所取代(dai)(dai)。但是(shi)(shi)這(zhe)一(yi)(yi)(yi)(yi)方(fang)法還是(shi)(shi)有一(yi)(yi)(yi)(yi)些優(you)點。雖然(ran)它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)控制過(guo)渡過(guo)程較(jiao)(jiao)長，但系統(tong)穩定(ding)后濕(shi)(shi)度波動較(jiao)(jiao)小，比較(jiao)(jiao)適合做恒定(ding)濕(shi)(shi)熱(re)試(shi)(shi)驗。另(ling)外在(zai)(zai)加(jia)濕(shi)(shi)過(guo)程中水(shui)(shui)(shui)汽(qi)不過(guo)熱(re)不會增(zeng)加(jia)系統(tong)中的(de)(de)(de)(de)(de)額(e)外熱(re)量。還有，當(dang)控制噴淋(lin)(lin)水(shui)(shui)(shui)溫使之(zhi)低于試(shi)(shi)驗要(yao)求的(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)點溫度時(shi)(shi)，噴淋(lin)(lin)水(shui)(shui)(shui)具有除濕(shi)(shi)作用(yong)。
隨著濕(shi)熱試驗由恒定濕(shi)熱向交(jiao)變(bian)濕(shi)熱發展，要求有較(jiao)快的(de)加濕(shi)反應能力，噴淋(lin)加濕(shi)已不(bu)能滿足要求時，蒸汽加濕(shi)和淺(qian)水盤加濕(shi)方法(fa)開始(shi)大量被采用并得到發展。
水(shui)汽(qi)(qi)的(de)(de)(de)飽和壓(ya)力(li)隨著水(shui)溫(wen)的(de)(de)(de)升高(gao)(gao)而(er)升高(gao)(gao)，當水(shui)溫(wen)高(gao)(gao)至沸點(dian)時(shi)，在(zai)一(yi)(yi)(yi)個標(biao)準大(da)氣壓(ya)力(li)時(shi)，水(shui)汽(qi)(qi)飽和壓(ya)將超過100Kpa，這(zhe)(zhe)時(shi)一(yi)(yi)(yi)個特別加(jia)濕(shi)(shi)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)鍋爐會(hui)噴出蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)，向試(shi)驗(yan)箱(xiang)內(nei)加(jia)濕(shi)(shi)。這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)(yi)加(jia)濕(shi)(shi)過程會(hui)很(hen)快完(wan)成(cheng)。因此在(zai)交(jiao)變濕(shi)(shi)熱(re)箱(xiang)中被廣(guang)泛運(yun)用。在(zai)很(hen)多情況下(xia)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)的(de)(de)(de)溫(wen)度總是高(gao)(gao)于試(shi)驗(yan)工(gong)況要求的(de)(de)(de)溫(wen)度，這(zhe)(zhe)時(shi)高(gao)(gao)濕(shi)(shi)的(de)(de)(de)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)和較(jiao)低濕(shi)(shi)度的(de)(de)(de)空氣混和后(hou)，一(yi)(yi)(yi)部(bu)份水(shui)汽(qi)(qi)會(hui)凝結成(cheng)水(shui)并放出汽(qi)(qi)化熱(re)，在(zai)箱(xiang)內(nei)產生(sheng)(sheng)額(e)外的(de)(de)(de)熱(re)量，有時(shi)為(wei)(wei)了平衡這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)(yi)部(bu)分熱(re)量往往要開啟壓(ya)縮機(ji)制(zhi)冷。當制(zhi)冷溫(wen)度控制(zhi)不(bu)當時(shi)可能會(hui)使蒸(zheng)(zheng)發器上結霜(shuang)影響制(zhi)冷效果(guo)，同時(shi)由(you)于制(zhi)冷的(de)(de)(de)作(zuo)用會(hui)產生(sheng)(sheng)除濕(shi)(shi)效果(guo)，使箱(xiang)內(nei)濕(shi)(shi)度下(xia)降，為(wei)(wei)維(wei)持(chi)試(shi)驗(yan)工(gong)況將增大(da)加(jia)濕(shi)(shi)量，進一(yi)(yi)(yi)步增加(jia)箱(xiang)內(nei)額(e)外熱(re)量。甚至會(hui)出現(xian)不(bu)斷地加(jia)濕(shi)(shi)，制(zhi)冷又(you)同時(shi)不(bu)斷地除濕(shi)(shi)的(de)(de)(de)現(xian)象。
采(cai)用(yong)蒸(zheng)汽加(jia)濕(shi)具有加(jia)濕(shi)快，能(neng)適應交變(bian)濕(shi)熱(re)(re)試驗在升(sheng)溫段對(dui)(dui)要(yao)求加(jia)濕(shi)量大的需要(yao)。因此該(gai)方法被(bei)大量地采(cai)用(yong)。其主要(yao)缺點(dian)是向箱內引(yin)入了過熱(re)(re)蒸(zheng)汽，增加(jia)了箱內的熱(re)(re)量。在設計時要(yao)特別注意過熱(re)(re)蒸(zheng)汽對(dui)(dui)系(xi)統帶來的影響。
淺水(shui)(shui)(shui)盤(pan)加(jia)(jia)濕(shi)器具有蒸(zheng)汽(qi)(qi)加(jia)(jia)濕(shi)和噴淋加(jia)(jia)濕(shi)兩種(zhong)方法的(de)(de)(de)(de)優(you)點，淺水(shui)(shui)(shui)盤(pan)是在(zai)試驗(yan)(yan)箱(xiang)中(zhong)設(she)計(ji)了(le)表(biao)面足(zu)夠大(da)的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)盤(pan)，水(shui)(shui)(shui)盤(pan)中(zhong)放(fang)置了(le)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)器。水(shui)(shui)(shui)面的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)汽(qi)(qi)壓(ya)(ya)可通(tong)過(guo)擴(kuo)散和對流質交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)向(xiang)空氣(qi)中(zhong)不(bu)斷(duan)地(di)補充水(shui)(shui)(shui)汽(qi)(qi)，而(er)通(tong)過(guo)這(zhe)(zhe)種(zhong)形式的(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)濕(shi)水(shui)(shui)(shui)汽(qi)(qi)不(bu)過(guo)熱(re)(re)(re)。但是由于(yu)(yu)水(shui)(shui)(shui)盤(pan)的(de)(de)(de)(de)面積不(bu)可做(zuo)到很大(da)，因此擴(kuo)散和對流質交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)并不(bu)十分(fen)(fen)劇烈。通(tong)過(guo)適當地(di)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)水(shui)(shui)(shui)盤(pan)的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)使(shi)(shi)其高(gao)(gao)于(yu)(yu)箱(xiang)內的(de)(de)(de)(de)試驗(yan)(yan)溫度(du)，這(zhe)(zhe)時(shi)(shi)水(shui)(shui)(shui)盤(pan)表(biao)面層(ceng)隨著溫度(du)升高(gao)(gao)，水(shui)(shui)(shui)汽(qi)(qi)壓(ya)(ya)力升產高(gao)(gao)，與(yu)箱(xiang)體中(zhong)空氣(qi)中(zhong)水(shui)(shui)(shui)汽(qi)(qi)分(fen)(fen)壓(ya)(ya)力之(zhi)差增加(jia)(jia)，加(jia)(jia)劇了(le)水(shui)(shui)(shui)汽(qi)(qi)擴(kuo)散和對流質交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)。在(zai)滿足(zu)試驗(yan)(yan)箱(xiang)加(jia)(jia)濕(shi)要(yao)(yao)求(qiu)的(de)(de)(de)(de)情(qing)況，水(shui)(shui)(shui)盤(pan)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)溫并不(bu)要(yao)(yao)求(qiu)過(guo)高(gao)(gao)，這(zhe)(zhe)時(shi)(shi)水(shui)(shui)(shui)汽(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)過(guo)熱(re)(re)(re)量有明顯(xian)下降。這(zhe)(zhe)一(yi)點較直(zhi)接蒸(zheng)汽(qi)(qi)加(jia)(jia)濕(shi)方法顯(xian)得(de)更優(you)，這(zhe)(zhe)種(zhong)方法的(de)(de)(de)(de)不(bu)足(zu)之(zhi)處(chu)在(zai)于(yu)(yu)做(zuo)低(di)濕(shi)試驗(yan)(yan)時(shi)(shi)由于(yu)(yu)水(shui)(shui)(shui)盤(pan)有擴(kuo)散和對流質交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)存在(zai)，要(yao)(yao)獲(huo)得(de)低(di)濕(shi)較難。采用(yong)制冷(leng)降低(di)水(shui)(shui)(shui)溫可使(shi)(shi)濕(shi)度(du)有所下降。由于(yu)(yu)目前的(de)(de)(de)(de)濕(shi)熱(re)(re)(re)箱(xiang)已和低(di)溫箱(xiang)做(zuo)成了(le)一(yi)體，為防止水(shui)(shui)(shui)盤(pan)中(zhong)水(shui)(shui)(shui)對做(zuo)低(di)溫試驗(yan)(yan)時(shi)(shi)造成的(de)(de)(de)(de)不(bu)利，通(tong)常要(yao)(yao)將水(shui)(shui)(shui)排出箱(xiang)外，對設(she)備(bei)的(de)(de)(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)增加(jia)(jia)了(le)一(yi)定麻煩。另外當試驗(yan)(yan)箱(xiang)長期不(bu)用(yong)時(shi)(shi)，水(shui)(shui)(shui)盤(pan)中(zhong)容易滋生(sheng)微生(sheng)物影(ying)響設(she)備(bei)的(de)(de)(de)(de)清潔。
隨著試驗(yan)(yan)要求不斷的(de)變化，試品在試驗(yan)(yan)過程中要帶電工(gong)作并發(fa)出大量(liang)熱(re)(re)量(liang)，這時通常(chang)要采用(yong)壓(ya)縮(suo)機對其制(zhi)冷(leng)，在制(zhi)冷(leng)過程中蒸發(fa)器(qi)與空氣(qi)要進行熱(re)(re)質(zhi)交換，試品發(fa)熱(re)(re)量(liang)越大，熱(re)(re)質(zhi)交換越劇(ju)烈，試驗(yan)(yan)箱(xiang)中水汽會被蒸發(fa)器(qi)除去，若(ruo)采用(yong)蒸汽加(jia)濕(shi)難以實現試驗(yan)(yan)要求的(de)高濕(shi)工(gong)況，于是為滿足試驗(yan)(yan)要求，出現了另一種(zhong)過冷(leng)蒸汽加(jia)濕(shi)法。
過冷蒸(zheng)(zheng)汽(qi)的(de)(de)產生通(tong)常有超聲(sheng)波法，高壓噴霧(wu)(wu)法，離心噴霧(wu)(wu)等。它們將(jiang)水(shui)轉(zhuan)換(huan)成微(wei)米級的(de)(de)水(shui)霧(wu)(wu)，這種霧(wu)(wu)處(chu)于(yu)亞穩態(tai)狀態(tai)。若它獲得熱(re)(re)(re)量(liang)(liang)將(jiang)轉(zhuan)換(huan)為(wei)汽(qi)，若得不到(dao)(dao)熱(re)(re)(re)量(liang)(liang)則會變成水(shui)滴(di)，在試品(pin)發熱(re)(re)(re)的(de)(de)情況下，霧(wu)(wu)吸收試品(pin)發出的(de)(de)熱(re)(re)(re)量(liang)(liang)汽(qi)化，將(jiang)這些熱(re)(re)(re)量(liang)(liang)轉(zhuan)換(huan)成水(shui)的(de)(de)潛熱(re)(re)(re)，使箱內水(shui)汽(qi)壓升高達到(dao)(dao)試驗(yan)要(yao)求的(de)(de)濕度。水(shui)汽(qi)的(de)(de)潛熱(re)(re)(re)在制冷蒸(zheng)(zheng)發器上(shang)放出，通(tong)過這一(yi)等焓的(de)(de)熱(re)(re)(re)質交換(huan)完(wan)成加濕，這一(yi)方法在實踐中證明十分有效，并在一(yi)些試驗(yan)箱中得到(dao)(dao)運(yun)用。
除(chu)濕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)方(fang)(fang)法目(mu)(mu)前(qian)運用(yong)(yong)得(de)最為(wei)廣(guang)泛有(you)兩種(zhong)，一(yi)(yi)是冷凍(dong)除(chu)濕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)法，另一(yi)(yi)種(zhong)是固(gu)體吸(xi)(xi)濕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)除(chu)濕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)法。前(qian)者是將空(kong)(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)(de)水汽冷凝在(zai)(zai)(zai)(zai)表(biao)(biao)冷器(qi)上(shang)形成(cheng)水或(huo)霜。由于濕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)熱箱的(de)(de)試驗(yan)過程通常較長，表(biao)(biao)冷器(qi)結霜會影響(xiang)除(chu)濕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效果，一(yi)(yi)般應(ying)(ying)盡量(liang)避免這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)現象(xiang)發生，為(wei)使表(biao)(biao)冷器(qi)不至(zhi)于結霜，應(ying)(ying)當將表(biao)(biao)冷器(qi)的(de)(de)溫(wen)度(du)控制在(zai)(zai)(zai)(zai)0℃以(yi)上(shang)。這(zhe)(zhe)(zhe)時(shi)(shi)(shi)箱內濕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)度(du)用(yong)(yong)露(lu)點(dian)描述時(shi)(shi)(shi)，其露(lu)點(dian)溫(wen)度(du)約為(wei)5～7℃。這(zhe)(zhe)(zhe)一(yi)(yi)露(lu)點(dian)溫(wen)度(du)已(yi)能滿足現行(xing)(xing)的(de)(de)試驗(yan)方(fang)(fang)法的(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu)，同時(shi)(shi)(shi)使用(yong)(yong)十(shi)(shi)分(fen)方(fang)(fang)便，因此運用(yong)(yong)最廣(guang)。當要(yao)(yao)求(qiu)更(geng)低的(de)(de)露(lu)點(dian)時(shi)(shi)(shi)，通常采用(yong)(yong)固(gu)體吸(xi)(xi)濕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)進(jin)一(yi)(yi)步吸(xi)(xi)濕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)。這(zhe)(zhe)(zhe)類吸(xi)(xi)濕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)劑(ji)的(de)(de)表(biao)(biao)面水汽壓力在(zai)(zai)(zai)(zai)幾百至(zhi)幾十(shi)(shi)個PPm數量(liang)級(ji)上(shang)，可獲(huo)得(de)-70℃左(zuo)右(you)的(de)(de)露(lu)點(dian)溫(wen)度(du)。這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)方(fang)(fang)法使用(yong)(yong)很(hen)不方(fang)(fang)便或(huo)購買專門的(de)(de)設備十(shi)(shi)分(fen)昂(ang)貴(gui)。只有(you)在(zai)(zai)(zai)(zai)一(yi)(yi)些有(you)特殊(shu)要(yao)(yao)求(qiu)的(de)(de)試驗(yan)時(shi)(shi)(shi)才被采用(yong)(yong)。如對(dui)內燃機(ji)在(zai)(zai)(zai)(zai)低溫(wen)或(huo)做運行(xing)(xing)試驗(yan)的(de)(de)低溫(wen)箱時(shi)(shi)(shi)，要(yao)(yao)求(qiu)對(dui)箱內補充大量(liang)空(kong)(kong)氣(qi)供燃油燃燒時(shi)(shi)(shi)使用(yong)(yong)。為(wei)防(fang)止新空(kong)(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)(de)水汽在(zai)(zai)(zai)(zai)低溫(wen)箱的(de)(de)蒸(zheng)發器(qi)大量(liang)結霜影響(xiang)制冷，需要(yao)(yao)用(yong)(yong)固(gu)體吸(xi)(xi)濕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)原(yuan)理(li)制成(cheng)并能連(lian)續(xu)運行(xing)(xing)的(de)(de)轉(zhuan)輪除(chu)濕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)機(ji)。目(mu)(mu)前(qian)這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)除(chu)濕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)機(ji)的(de)(de)商(shang)品(pin)價格(ge)十(shi)(shi)分(fen)昂(ang)貴(gui)。
