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北京鸿达天矩试验设备有限公司 >>> 技术文章 >>> 高低温湿热试验箱的湿热交换原理
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高低温湿热试验箱的湿热交换原理

点击次数:170 发布时间:2019-07-24

高低温湿热试验箱在低温高湿情况下,由于加入的蒸汽与空气未充分混合,或与箱壁接触而出现局部冷凝,则不仅使加入的蒸汽量减少,而且还放出热量使箱内湿空气温度上升;加上前述的ε′>ε,所以并非等温的加湿过程,箱内温度会有所升高。

蒸汽加湿如用电热加湿,分为开启式及密闭式。开启式响应性较慢,常有滞后现象,故湿度波动较大,但结构简单可靠。闭式蒸汽压力大于大气压,在0.1~0.3MPa之间,无滞后,但需配有减压阀、电磁阀、泄水管等,结构复杂,多用于大型人工气候室中。开启式多用于中小型湿热箱中。

空气与水面直接接触的热湿交换原理:

当空气经过敞开的水面时,与水表面发生热湿交换。按其水温不同,可能仅发生显热交换;也可能既有显热交换,又能湿交换,同时还有潜热交换。显热交换是空气与水之间存在温差,因导热、对流和辐射作用而换热,而潜热交换是空气中的水蒸汽蒸发(或凝结)而吸收(或放出)汽化潜热的结果。总热交换量为显热交换量与潜热交换量的代数和。

空气与水面直接接触时,在贴近水面上,由于水分子作不规则运动的结果,形成了一个温度等于水面温度的饱和空气边界层,且其水蒸汽分子的浓度或水汽分压力取决于边界层的饱和空气温度。

如边界层的温度高于其上空气的温度,则由边界层向空气传热;反之则由空气向边界层传热。如边界层内水蒸汽分子浓度大于其上空气的水蒸汽分子浓度(即边界层的水蒸汽分压力大于空气的水蒸汽分压力),则空气中的水蒸汽分子数将增加;反之则将减少。前者称为“蒸发",后者称为“冷凝"。在蒸发过程中,边界层中减少了的水汽分子由水面跃出的水分子补充;在冷凝过程中,边界层中过多的水汽分子将回到水面。

由此可见,空气与水之间的显热交换取决于边界层与其上方空气之间的温差,而湿交换及由此而引起的潜热交换取决于二者之间水蒸汽分子的浓度差或分压力差。

湿热原理通过电加热水,使水槽内产生蒸汽,蒸汽通过喷雾管进入湿热箱,对箱内空气进行加湿。

从蒸汽锅炉内出来的高于大气压的蒸汽进行减压后喷入湿热箱中进行加湿。

高低温试验箱中气流通过箱内的浅水盘表面,此温度等于水面温度的饱和空气边界区进行湿热交换。当边界区内蒸汽分子浓度大于流过的气流的水蒸汽分子浓度,则为加湿,反之则为降湿。

分析:高低温湿热试验箱进行加湿除湿的

高低温湿热试验箱湿度表示的方法很多,就试验设备而言,通常用相对湿度这一概念描述湿度。相对湿度的定义是指空气中水汽分压力与该温度下水的饱和汽压之比并用百分数表示。由水汽饱和压力性质可知,水汽的饱和压力只是温度的函数,与水汽可处的空气压力无关。

加湿的过程实际上就是提高水汽分压力,zui初的加湿方式就是向试验箱壁喷淋水,通过控制水温使水表面饱和压力得到控制。箱壁表面的水形成较大的面,在这个面上向箱内通过扩散的方式向箱内加入水汽压使试验箱中相对湿度升高。

由于当时对湿度的控制主要是用水银电接点式导电表进行简单的开关量调节,对于大滞后的热水箱水温的控制适应性较差,因此控制的过渡过程较长,不能满足交变湿热对加湿量要求较多的需要,更重要地是在对箱壁喷淋的时候,不可避免地有水滴淋在试品上对试品形成不同程度的污染。同时对箱内排水也有一定的要求。这一方法很快就被蒸汽加湿和浅水盘加湿所取代。但是这一方法还是有一些优点。虽然它的控制过渡过程较长,但系统稳定后湿度波动较小,比较适合做高低温湿热试验箱。

另外在加湿过程中水汽不过热不会增加系统中的额外热量。还有,当控制喷淋水温使之低于试验要求的要点温度时,喷淋水具有除湿作用。
概述高低温试验箱的温湿度测量法

电工电子产品几乎在我国各种气候条件下使用,产品应能承受恶劣气候环境的影响,这就要求在设计阶段预先掌握产品所要遇到的气候条件的详细资料。已经收集和统计了世界范围内多年的户外温度的湿度数据,这些数据都可以通过气候图很方便地表示出来。我国的相关基于1961-1980年全国各地的室外温度和湿度数据。然而,收集这些数据,得用环试设备高低温试验箱。

除室外温度外,某一产品所受到的温度影响还与很多其他环境参数有关,例如:太阳辐射、风速、临近设备的加热等。温度的影响取决于温度、湿度变化和潮湿空气中的杂质等因素。温度和湿度的极值虽然一天中出现的时间很短,但是影响却很大。而在某些场合,例如:产品热时间常数较大,或者有水汽渗透作用的其他情况下,某的温度和湿度的平均值将可能更为重要。因此,本部分采用以下两种平均值指标:

    —仅在较短时间内出现的年极值的平均值;

    —在较长时间内出现的平均值的年极值的平均值;

    温度的影响还与太阳辐射、风速、临近设备的加热等条件有关;湿度的影响也与温度及温度的变化和空气中的杂质有关。本部分没有考虑可靠性问题,只是给出了温度和湿度的极值与其组合值。如果要研究可靠性问题,还应该掌握温度和度的整个统计分布资料。在考虑水汽通过材料扩散的情况时,也需要这方面的资料。以上便是高低温试验箱的温湿度测试方法,希望对广大客户有所帮助。

 
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