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恒温恒湿试验箱温度和湿度调节

2021-03-02 13:49 来源：力学实验室 编辑：计量检定员

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恒温恒湿试验箱温度和湿度调节

恒温恒湿试验箱是利用一定的方式将箱内的温度和湿度调节到给定值，并在该条件下进行实验，在到实验反应要求。即能同时施加温度、湿度应力的试验箱。简而言之是指温度和湿度都控制在指定范围内的试验箱。
 
新的制冷技术原理：为恒温恒湿试验箱获取低温而采用两级压缩复叠制冷循环的原因：
 
(1)单级压缩蒸气制冷循环压比的限制
 
单级蒸气压缩式制冷机的低蒸发温度,主要取决于它的冷凝压力及压缩比.制冷剂的冷凝压力由制冷剂的类别和环境介质(如空气或水)的温度决定,在通常情况下,它处0.7~1.8Mpa范围内.压缩比与冷凝压力和蒸发压力有关,当冷凝压力一定时,随着蒸发温度的降低,蒸发压力也相应下降,因而使压缩比上升,它将引起压缩机排气温度的升高,润滑油变稀,使润滑条件变坏,严重时甚至会出现结炭和拉缸现象;另一方面,计量检测检定压缩比的增大将导致压缩机的输气系数降低,制冷量减少,实际压缩过程偏离等熵过程越远,压缩机功耗增加,制冷系数下降,经济性降低.将出现以下一些影响.
 
a.任何制冷剂,蒸发温度越低,则蒸发压力也就越低.过低的蒸发压力,有时可能造成压缩机难以吸气,或者使外界的空气进入制冷系统.
 
b.当蒸发温度过低时,某些常用制冷剂已达凝固温度,无法实现制冷剂的流动,循环.
 
c.蒸发压力降低,制冷剂的比体积增大,制冷剂的质量流量减少,制冷量大大下降.为了获得所需制冷量,必须增大吸气容积,使压缩机体积过于庞大.
 
恒湿恒温试验箱热湿交换原理
 
恒温恒湿试验箱根据试验要求及标准可分为“台式”和“立式”，区别在于所能实现的温度与湿度不同，立式的可以做常温以下的低温和干燥，台式的只能做常温以上的温度和高湿。
 
1.在湿热箱低温高湿情况下，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。
2.蒸汽加湿如用电热加湿，分开启式和密闭式。开式响应性较慢，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。开式多用于中小型湿热箱中。四达试验仪器厂过去生产的湿热箱用的是开式电加热蒸汽加湿。
 
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。
 
 湿热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。
 
循环系统及加湿系统是恒温恒湿试验箱重要组成部分，之前文章讲到恒温恒湿试验箱整机维护保养方法，对循环系统及加湿系统只是大概讲解了一下。
 
下面本文中针对这两部分进行详细讲解：
恒温恒湿试验箱需定期清洗蒸发器，因为试验工件的洁净等级各不相同，在强制风循环作用下蒸发器上会凝聚很多尘埃、小颗粒物体等，所以应定期进行清洗，针对一些洁净度要求较高的用户应经常进行清洗。
 
水路与加湿器清洗，若水路不通畅、加湿器结垢就会导致加湿器干烧，可损坏加湿器。必须要定期对水路与加湿器进行清洗。还要坚持每次试验完毕后将温度设定在环境温度附近，工作30分钟左右切断电源，擦干净工作室内壁。长期停机不使用时要定期每半个月给产品通电。恒温恒湿试验箱循环系统及加湿系统的清理与保养。
 
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