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恒溫恒濕試驗箱溫度和濕度調節

2021-03-02 13:49 來源：力學實驗室 編輯：計量檢定員

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恒溫恒濕試驗箱溫度和濕度調節

恒溫恒濕試驗箱是利用一定的方式將箱內的溫度和濕度調節到給定值，并在該條件下進行實驗，在到實驗反應要求。即能同時施加溫度、濕度應力的試驗箱。簡而言之是指溫度和濕度都控制在指定范圍內的試驗箱。
 
新的制冷技術原理：為恒溫恒濕試驗箱獲取低溫而采用兩級壓縮復疊制冷循環的原因：
 
(1)單級壓縮蒸氣制冷循環壓比的限制
 
單級蒸氣壓縮式制冷機的低蒸發溫度,主要取決于它的冷凝壓力及壓縮比.制冷劑的冷凝壓力由制冷劑的類別和環境介質(如空氣或水)的溫度決定,在通常情況下,它處0.7~1.8Mpa范圍內.壓縮比與冷凝壓力和蒸發壓力有關,當冷凝壓力一定時,隨著蒸發溫度的降低,蒸發壓力也相應下降,因而使壓縮比上升,它將引起壓縮機排氣溫度的升高,潤滑油變稀,使潤滑條件變壞,嚴重時甚至會出現結炭和拉缸現象;另一方面,計量檢測檢定壓縮比的增大將導致壓縮機的輸氣系數降低,制冷量減少,實際壓縮過程偏離等熵過程越遠,壓縮機功耗增加,制冷系數下降,經濟性降低.將出現以下一些影響.
 
a.任何制冷劑,蒸發溫度越低,則蒸發壓力也就越低.過低的蒸發壓力,有時可能造成壓縮機難以吸氣,或者使外界的空氣進入制冷系統.
 
b.當蒸發溫度過低時,某些常用制冷劑已達凝固溫度,無法實現制冷劑的流動,循環.
 
c.蒸發壓力降低,制冷劑的比體積增大,制冷劑的質量流量減少,制冷量大大下降.為了獲得所需制冷量,必須增大吸氣容積,使壓縮機體積過于龐大.
 
恒濕恒溫試驗箱熱濕交換原理
 
恒溫恒濕試驗箱根據試驗要求及標準可分為“臺式”和“立式”，區別在于所能實現的溫度與濕度不同，立式的可以做常溫以下的低溫和干燥，臺式的只能做常溫以上的溫度和高濕。
 
1.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，箱內溫度會有所升高。
2.蒸汽加濕如用電熱加濕，分開啟式和密閉式。開式響應性較慢，常有滯后現象，故濕度波動較大，但結構簡單可靠。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，結構復雜，多用于大型人工氣候室中。開式多用于中小型濕熱箱中。四達試驗儀器廠過去生產的濕熱箱用的是開式電加熱蒸汽加濕。
 
空氣與水面直接接觸的熱濕交換原理：
 
當空氣經過敞開的水面時，與水表面發生熱濕交換。按其水溫不同，可能僅發生顯熱交換；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，因導熱、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（或凝結）而吸收（或放出）汽化潛熱的結果。總熱交換量為顯熱交換量與潛熱交換量的代數和。
 
空氣與水面直接接觸時，在貼近水面上，由于水分子作不規則運動的結果，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將增加；反之則將減少。前者稱為“蒸發＂，后者稱為“冷凝＂。在蒸發過程中，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。
 
濕原理 通過電加熱水，使水槽內產生蒸汽，蒸汽通過噴霧管進入濕熱箱，對箱內空氣進行加濕。
 
從蒸汽鍋爐內出來的高于大氣壓的蒸汽進行減壓后噴入濕熱箱中進行加濕。
 
 濕熱箱中氣流通過箱內的淺水盤表面，此溫度等于水面溫度的飽和空氣邊界區進行濕熱交換。當邊界區內蒸汽分子濃度大于流過的氣流的水蒸汽分子濃度，則為加濕，反之則為降濕。
 
循環系統及加濕系統是恒溫恒濕試驗箱重要組成部分，之前文章講到恒溫恒濕試驗箱整機維護保養方法，對循環系統及加濕系統只是大概講解了一下。
 
下面本文中針對這兩部分進行詳細講解：
恒溫恒濕試驗箱需定期清洗蒸發器，因為試驗工件的潔凈等級各不相同，在強制風循環作用下蒸發器上會凝聚很多塵埃、小顆粒物體等，所以應定期進行清洗，針對一些潔凈度要求較高的用戶應經常進行清洗。
 
水路與加濕器清洗，若水路不通暢、加濕器結垢就會導致加濕器干燒，可損壞加濕器。必須要定期對水路與加濕器進行清洗。還要堅持每次試驗完畢后將溫度設定在環境溫度附近，工作30分鐘左右切斷電源，擦干凈工作室內壁。長期停機不使用時要定期每半個月給產品通電。恒溫恒濕試驗箱循環系統及加濕系統的清理與保養。
 
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