比較國內(nèi)濕度試驗箱加濕法的不同點

濕度試驗箱的加濕方法有蒸汽加濕法、潛水盤加濕法、水噴霧加濕法等，下面就為您簡要分析這幾種加濕法的不同點
1、蒸汽加濕法：利用氣候試驗箱外的熱源，如電熱管、電極對水槽內(nèi)的水進(jìn)行加熱而產(chǎn)生蒸汽，然后蒸汽進(jìn)入氣候箱中，使箱內(nèi)的空氣加濕。
　　箱中的濕空氣在未加濕前焓值為
　　i=1.005t+d(2500+1.84t)　　　　(1)

式中：i　——　為1kg干空氣的濕空氣的焓(kJ/kg干空氣)
　　　t　——　濕空氣的溫度(℃)
　　　d　——　濕空氣的含濕量(kg/kg干空氣)
　　　1.005　——　空氣的定壓比熱(kJ/kg.℃)
　　　2500　——　0℃時水的氣化潛熱(kJ/kg)
　　　1.84　——　水蒸汽的定壓比熱(kJ/kg.℃)
　　蒸汽進(jìn)入箱中后，顯然，箱內(nèi)濕空氣的含濕量d和焓i都將增加。將i看作d的函數(shù)則

　　由(1)△i=△d(2500+1.84t)

　　則　　　　　　　　　　　　　　(2)

　　ε稱為熱濕比，表示濕空氣狀態(tài)變化的方向和特徵。如蒸汽噴入箱內(nèi)前，箱內(nèi)濕空氣的溫度為40℃，則其等溫的熱濕比方向線即斜率為ε=2500+1.84×40=2574。如果噴入箱內(nèi)的蒸汽溫度為100℃，則ε′=2500+1.84×100=2684。由于ε′與ε相差只有4.3%，所以，可以認(rèn)為與40℃時的等溫線近似平行，故蒸汽加濕方式基本上為等溫加濕過程。一般不會引起箱內(nèi)溫度升高。
　　但是，在濕熱箱低溫高濕情況下，由于加入的蒸汽與空氣未充分混合，或與箱壁接觸而出現(xiàn)局部冷凝，則不僅使加入的蒸汽量減少，而且還放出熱量使箱內(nèi)濕空氣溫度上升；加上前述的ε′＞ε，所以并非等溫的加濕過程，箱內(nèi)溫度會有所升高。
　　蒸汽加濕如用電熱加濕，分開啟式和密閉式。開式響應(yīng)性較慢，常有滯后現(xiàn)象，故濕度波動較大，但結(jié)構(gòu)簡單可靠。閉式蒸汽壓力大于大氣壓，在0.1～0.3MPa之間，無滯后，但需配有減壓閥、電磁閥、泄水管等，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，多用于大型人工氣候室中。開式多用于中小型濕熱箱中。四達(dá)試驗儀器廠過去生產(chǎn)的濕熱箱用的是開式電加熱蒸汽加濕。
2　淺水盤加濕
2.1　空氣與水面直接接觸的熱濕交換原理：
　　當(dāng)空氣經(jīng)過敞開的水面時，與水表面發(fā)生熱濕交換。按其水溫不同，可能僅發(fā)生顯熱交換；也可能既有顯熱交換，又能濕交換，同時還有潛熱交換。顯熱交換是空氣與水之間存在溫差，因?qū)?、對流和輻射作用而換熱，而潛熱交換是空氣中的水蒸汽蒸發(fā)(或凝結(jié))而吸收(或放出)汽化潛熱的結(jié)果?？偀峤粨Q量為顯熱交換量與潛熱交換量的代數(shù)和。
　　空氣與水面直接接觸時，在貼近水面上，由于水分子作不規(guī)則運動的結(jié)果，形成了一個溫度等于水面溫度的飽和空氣邊界層，且其水蒸汽分子的濃度或水汽分壓力取決于邊界層的飽和空氣溫度。
　　如邊界層的溫度高于其上空氣的溫度，則由邊界層向空氣傳熱；反之則由空氣向邊界層傳熱。如邊界層內(nèi)水蒸汽分子濃度大于其上空氣的水蒸汽分子濃度(即邊界層的水蒸汽分壓力大于空氣的水蒸汽分壓力)，則空氣中的水蒸汽分子數(shù)將增加；反之則將減少。前者稱為“蒸發(fā)”，后者稱為“冷凝”。在蒸發(fā)過程中，邊界層中減少了的水汽分子由水面躍出的水分子補充；在冷凝過程中，邊界層中過多的水汽分子將回到水面。
　　由此可見，空氣與水之間的顯熱交換取決于邊界層與其上方空氣之間的溫差，而濕交換及由此而引起的潛熱交換取決于二者之間水蒸汽分子的濃度差或分壓力差。

　　當(dāng)空氣與水面dF(m2)上接觸時，顯熱交換量是：dQx=α(tb-t)dF(W)
式中：α —— 空氣與水表面的顯熱換熱系數(shù)(W/m2.℃)
　　　t —— 水面上空氣溫度(℃)
　　　tb —— 邊界層的空氣溫度(℃)　可視為等于水溫tw。
濕交換量是：dW=β(Pqb-)dF　(kg/s)
式中：β——空氣與水表面之間按水汽分壓力差計算的濕交換系數(shù)(kg/N＊S)
　　　Pqb——邊界層的水汽分壓力(Pa)
　　　Pq——水面上空氣的水汽分壓力(Pa)
　　dW也可用含濕量差表示，即：
　　dW=σ(db-d)dF　　(kg/s)
式中：σ —— 空氣與水表面間按含濕量差計算的濕交換系數(shù)　(kg/m2.s)
　　　db —— 邊界層空氣的含濕量(kg/kg干空氣)
　　　d —— 水面上空氣的含濕量(kg/kg干空氣)
　　潛熱交換量：
　　d=r.dW=r σ(db-d)dF(w)
式中：r —— 溫度為tb時水的汽化潛熱(J/kg)
　　總熱交換量：

dQz=［α(tb-t)+r.σ(db-d)］dF　(w)　　　(3)

2.2　空氣與水接觸時的狀態(tài)變化過程。
　　狀態(tài)為A的空氣流經(jīng)水面時，不同的水溫將產(chǎn)生不同的變化過程，熱濕比ε的方向會有很大的變化，見表2：

表2　空氣與水接觸時各種過程的特點

過程線 水溫特點 △t(或
△Qx) △d(或
△) △i(或
△Qz) 過程名稱 狀態(tài)變化過程線圖
A-1 tw＜tl - - - 減濕冷卻
A-2 tw=tl - 0 - 等濕冷卻
A-3 t1＜tw＜ts - + - 減焓加濕冷卻
A-4 tw=ts - + 0 等焓加濕冷卻
A-5 ts＜tw＜tl - + + 增焓加濕
A-6 tw=t 0 + + 等溫加濕
A-7 tw＞t + + + 增溫加濕
　　t：干球溫度，　ts：濕球溫度　tl：露點溫度　tw：水溫　“-”減少　“+”增加　“0”不增不減
　　 由表2，可以看出，不同的水溫可對流經(jīng)水面的空氣加濕或減濕，增溫或降溫等不同的變化。
　　A-2過程：水溫等于露點溫度與空氣直接接觸，由于d=db，所以dW=0，空氣的含濕量不變，但由于t＞tb，所以有顯熱交換，空氣向水面?zhèn)鳠岫鴾囟认陆怠?br />　　A-6過程：水溫等于干球溫度與空氣直接接觸，由于t=tb，所以空氣的顯熱量不變，但由于d＜db，空氣將被加濕。
　　此外，A-1為減濕降溫，A-7為加濕升溫。故在氣候試驗箱中，可用淺水盤加濕的方式對箱內(nèi)的空氣進(jìn)行加濕、減濕、升溫、降溫處理。
　　淺水盤加濕不僅在濕熱箱中常用，而且在霉菌試驗箱中(CO2培養(yǎng)箱也有采用)，由于美軍標(biāo)規(guī)定“不應(yīng)直接把新鮮蒸汽噴入試驗箱的工作空間，因為這可能給試樣和微生物的活性帶來有害的影響”，也多采用。
3　水噴霧加濕法
　　超聲波加濕、離心噴霧加濕及水泵噴淋加濕，其加濕的原理是相同的。在各種環(huán)境試驗設(shè)備中，常用于人工氣候箱、植物生長箱(室)中。一般，由于水溫低于室溫，故經(jīng)過噴淋處理后的空氣為降溫增濕過程。
　　如果改變水溫，則箱(室)內(nèi)空氣的溫濕度變化也將像淺水盤加濕一樣，有各種變化。
　　超聲波加濕器、離心噴霧加濕器一般均應(yīng)直接置于試驗箱的工作室內(nèi)，其周圍環(huán)境溫度不宜超過40℃，濕度不宜超過95%R＊H，故不宜在濕熱箱中采用，而常用于植物生長箱中。
　　水泵噴淋的加濕能力大，但加濕效率低，常用于大型植物生長室中。六十年代的濕熱箱也有用水泵噴淋加濕的，如重慶試驗設(shè)備廠生產(chǎn)的CS301型調(diào)溫調(diào)濕箱。

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