高低温交变湿热试验箱外形图
本文对高低温湿热交变试验箱加湿和除湿的办法停止了深化的研讨和全面阐述,有助于在新型湿热试验箱开发中加湿和除湿办法的工程应用。
  高低温湿热交变试验箱为了完成试验条件,不可防止地要对试验箱停止加湿和除湿的操作,本文打算就目前大量在湿热试验箱中运用较多的各种办法停止剖析,指出它们各自的优缺陷和倡议运用的条件。
  湿度表示的办法很多,就试验设备而言,通常用相对湿度这一概念描绘湿度。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,人们经过大量的试验和整理寻求到了表示水汽饱和压力与温度之间的关系,其中已被工程和计量大量采用的应当是戈夫格列其公式。它被目前气候部门编制湿度查算表所采用。
  加湿的过程实践上就是进步水汽分压力,最初的加湿方式就是向试验箱壁喷淋水,经过控制水温使水外表饱和压力得到控制。箱壁外表的水构成较大的面,在这个面上向箱内经过扩散的方式向箱内参加水汽压使试验箱中相对湿度升高,这一办法呈现在上世纪五十年代。由于当时对湿度的控制主要是用水银电接点式导电表停止简单的开关量调理,关于大滞后的热水箱水温的控制顺应性较差,因而控制的过渡过程较长,不能满足交变湿热对加湿量请求较多的需求,更重要地是在对箱壁喷淋的时分,不可防止地有水滴淋在试品上对试品构成不同水平的污染。同时对箱内排水也有一定的请求。这一办法很快就被蒸汽加湿和浅水盘加湿所取代。但是这一办法还是有一些优点。固然它的控制过渡过程较长,但系统稳定后湿度动摇较小,比拟合适做恒定湿热试验。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请求的要点温度时,喷淋水具有除湿作用。
  随着湿热试验由恒定湿热向交变湿热开展,请求有较快的加湿反响才能,喷淋加湿已不能满足请求时,蒸汽加湿和浅水盘加湿办法开端大量被采用并得到开展。
  高低温湿热交变试验箱水汽的饱和压力随着水温的升高而升高,当水温高至沸点时,在一个规范大气压力时,水汽饱和压将超越100Kpa,这时一个特别加湿蒸汽锅炉会喷出蒸汽,向试验箱内加湿。这一加湿过程会很快完成。因而在交变湿热箱中被普遍运用。在很多状况下蒸汽的温度总是高于试验工况请求的温度,这时高湿的蒸汽和较低湿度的空气混和后,一部份水汽会凝结成水并放出汽化热,在箱内产生额外的热量,有时为了均衡这一局部热量常常要开启紧缩机制冷。当制冷温度控制不当时可能会使蒸发器上结霜影响制冷效果,同时由于制冷的作用会产生除湿效果,使箱内湿度降落,为维持试验工况将增大加湿量,进一步增加箱内额外热量。以至会呈现不时地加湿,制冷又同时不时地除湿的现象。
  采用蒸汽加湿具有加湿快,能顺应交变湿热试验在升温段对请求加湿量大的需求。因而该办法被大量地采用。其主要缺陷是向箱内引入了过热蒸汽,增加了箱内的热量。在设计时要特别留意过热蒸汽对系统带来的影响。
  浅水盘加湿用具有蒸汽加湿和喷淋加湿两种办法的优点,浅水盘是在试验箱中设计了外表足够大的水盘,水盘中放置了加热器。水面的水汽压可经过扩散和对流质交流向空气中不时地补充水汽,而经过这种方式的加湿水汽不过热。但是由于水盘的面积不可做到很大,因而扩散和对流质交流并不非常猛烈。经过恰当地加热水盘的水使其高于箱内的试验温度,这时水盘外表层随着温度升高,水汽压力升产高,与箱体中空气中水汽分压力之差增加,加剧了水汽扩散和对流质交流。在满足式试验箱加湿请求的状况,水盘中的水温并不请求过高,这时水汽的过热量有明显降落。这一点较直接蒸汽加湿办法显得更优,这种办法的缺乏之处在于做低湿试验时由于水盘有扩散和对流质交流的存在,要取得低湿较难。采用制冷降低水温可使湿度有所降落。由于目前的湿热箱已和低温箱做成了一体,为避免水盘中水对做低温试验时形成的不利,通常要将水排出箱外,对设备的运用增加了一定费事。另外当试验箱长期不用时,水盘中容易滋生微生物影响设备的清洁。
  随着试验请求不时的变化,试品在试验过程中要带电工作并发出大量热量,这时通常要采用紧缩机对其制冷,在制冷过程中蒸发器与空气要停止热质交流,试品发热量越大,热质交流越猛烈,试验箱中水汽会被蒸发器除去,若采用蒸汽加湿难以完成试验请求的高湿工况,于是为满足试验请求,呈现了另一种过冷蒸汽加湿法。
  过冷蒸汽的产生通常有超声波法,高压喷雾法,离心喷雾等。它们将水转换成微米级的水雾,这种雾处于亚稳态状态。若它取得热量将转换为汽,若得不到热量则会变成水滴,在试品发热的状况下,雾吸收试品发出的热量汽化,将这些热量转换成水的潜热,使箱内水汽压升高到达试验实请求的湿度。水汽的潜热在制冷蒸发器上放出,经过这一等焓的热质交流完成加湿,这一办法在理论中证明非常有效,并在一些试验箱中得到运用。
  除湿的办法目前运用得最为普遍有两种,一是冷冻除湿法,另一种是固体吸湿剂除湿法。前者是将空气中的水汽冷凝在表冷器上构成水或霜。由于湿热箱的试验过程通常较长,表冷器结霜会影响除湿效果,普通应尽量防止这种现象发作,为使表冷器不至于结霜,应当将表冷器的温度控制在0℃以上。这时箱内湿度用露点描绘时,其露点温度约为5~7℃。这一露点温度已能满足现行的试验办法的请求,同时运用非常便当,因而运用最广。当请求更低的露点时,通常采用固体吸湿剂进一步吸湿剂。这类吸湿剂的外表水汽压力在几百至几十个PPm数量级上,可取得-70℃左右的露点温度。这种办法运用很不便当或购置特地的设备非常昂贵。只要在一些有特殊请求的试验时才被采用。如对内燃机在低温或做运转试验的低温箱时,请求对箱内补充大量空气供燃油熄灭时运用。为避免新空气中的水汽在高低温湿热交变试验箱的蒸发器大量结霜影响制冷,需求用固体吸湿原理制成并能连续运转的转轮除湿机。