東莞市大中儀器有限公司作者
1 氣候試驗箱常用的幾種加濕方法。
1.1 蒸汽加濕法:
分電熱管或電極加濕及高壓蒸汽噴霧加濕;
1.2 水噴霧加濕法:
分超聲波式、離心噴霧式和水泵噴淋式;
1.3 表面蒸發(fā)加濕法,用淺水盤加濕
各種加濕方法的特性見表1。
表1 加濕特性表
加濕方式 | 蒸汽加濕法 | 表面蒸發(fā)加濕法 | 備注 | ||
電熱管(或電極)加濕 | 高壓蒸汽噴霧加濕 | 淺水盤加濕 | |||
加濕原理 | 通過電加熱水,使水槽內產(chǎn)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(qū)進行濕熱交換。當邊界區(qū)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。 | ||
加濕性狀 | 飽和蒸汽 | 干燥蒸汽飽和蒸汽 | 飽和蒸汽 | ||
濕空氣中焓濕 圖上變化方向 | 淺水盤加濕,在不同的水溫下可有不同的ε熱濕比方向線。 曲線為100%R*H線 | ||||
加濕能力(kg/h) | 2~64 | 10~160 | 較小 | ||
加濕效率(%) | 100 | 100 | 100 | ||
給水有效利用率(%) | 35~90 | 100 | |||
控制方式 | ON-OFF控制 | 可 | 可 | 可 | |
比例控制 | 可 | 可 | 可 | ||
響應性 | 較慢 | 快 | 較快 | ||
加濕清潔度 | 好 | 好 | 好 | ||
耗電量(W/kg) | 約750 | / | 約750 | ||
空氣的溫濕度變化 | 等溫增濕 | 等溫增濕 | 溫、濕度可增可減 | ||
加濕方式 | 水噴霧加濕法 | 備注 | |||
超聲波式 | 離心噴霧 | 水泵噴淋 | |||
加濕原理 | 在加濕器底部安裝超聲振子,向水中發(fā)射超聲波,使水在常溫下直接霧化,霧由濕熱箱中的風機產(chǎn)生的氣流送入箱中,進行加濕。 | 用高速旋轉風機,將水從水槽內吸出,利用離心力將水滴甩出成為極細的水粒,送入濕熱箱中,與空氣進行熱交換,吸收熱量而蒸發(fā)加濕。 | 由小型泵將水加壓從噴嘴向氣流中噴霧,水粒子與氣流進行熱交換,吸收空氣中的熱量而汽化變成蒸汽,進行加濕。 | ||
加濕性狀 | 水微粒子 | 水微粒子 | 水微粒子 | ||
濕空氣中焓濕 圖上變化方向 |
| ||||
加濕能力(kg/h) | 0.4~18 | 較小 | 6~250 | ||
加濕效率(%) | 80~100 | 較低 | 25~50 | ||
給水有效利用率(%) | 80~100 | 較低 | 30~50 | ||
控 制 方 式 | ON-OFF控制 | 可 | 可 | 可 | |
比例控制 | 可 | 不可 | 不可 | ||
響應性 | 較快 | 較快 | 較快 | ||
加濕清潔度 | 好 | 較好 | 較好 | ||
耗電量(W/kg) | 80~100 | 20 | |||
空氣的溫濕度變化 | 降溫增濕 | 降溫增濕 | 降溫增濕 |
2 加濕方法的比較。 2.1 蒸汽加濕法:利用氣候試驗箱外的熱源,如電熱管、電極對水槽內的水進行加熱而產(chǎn)生蒸汽,然后蒸汽進入氣候箱中,使箱內的空氣加濕。 箱中的濕空氣在未加濕前焓值為 i=1.005t+d(2500+1.84t) ?。?) 式中:i —— 為1kg干空氣的濕空氣的焓(kJ/kg干空氣) 由(1)△i=△d(2500+1.84t) 則 ?。?) ε稱為熱濕比,表示濕空氣狀態(tài)變化的方向和特徵。如蒸汽噴入箱內前,箱內濕空氣的溫度為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。一般不會引起箱內溫度升高。 圖 1 當空氣與水面dF(m2)上接觸時,顯熱交換量是:dQx=α(tb-t)dF(W) dQz=[α(tb-t)+r.σ(db-d)]dF?。╳) ?。?) 2.2.2 空氣與水接觸時的狀態(tài)變化過程。 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 △Qq) | △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。 3 淺水盤加濕用于濕熱箱的有關問題 圖 2 1.水盤 2.氣流 在高低溫交變濕熱箱中,由于要作低溫試驗,此時電磁閥6開啟,可將水盤中水全部排出。 W=β(Pqb-Pq)F?。╧g/s) ?。?) 式中:Pqb ——相應于水表面溫度下的飽和空氣的水蒸汽分壓力 Pα 表 3 |
水溫℃ | <30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
α(kg/N.s) | 0.0046 | 0.0058 | 0.0069 | 0.0077 | 0.0088 | 0.0096 | 0.0106 | 0.0125 |
淺水盤加熱管的加熱功率可按下式計算: N=W(iq-ctw)?。╧w) ?。?) 式中:W —— 蒸汽發(fā)生器量(kg/s) |
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