恒溫恒濕試驗(yàn)箱箱內(nèi)氣體絕對(duì)濕度的影響因素
影響恒溫恒濕試驗(yàn)箱箱內(nèi)氣體露點(diǎn)的根本因素是箱內(nèi)氣體的相對(duì)濕度和氣體的氣壓。但箱內(nèi)氣體的絕對(duì)濕度為零或很低時(shí),箱內(nèi)氣體在溫度下限以上將不會(huì)出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。而恒溫恒濕試驗(yàn)箱箱內(nèi)絕對(duì)濕度與箱內(nèi)氣體的初始含水量、干空氣的補(bǔ)充速度、箱內(nèi)外的氣體交換速度等因素都有關(guān)系。下面具體分析箱內(nèi)氣體絕對(duì)濕度的幾個(gè)影響因素:
干空氣的置換速度
設(shè):進(jìn)入恒溫恒濕試驗(yàn)箱內(nèi)的干燥空氣可以瞬時(shí)間與箱內(nèi)原有氣體均勻混合,f1為任意時(shí)刻絕對(duì)含濕量(g/kg),f0為初始絕對(duì)含濕量(g/kg),v為箱體體積,Q為干燥空氣的進(jìn)氣量(m3/s),t為時(shí)間(s)。則:箱內(nèi)氣體含濕量f1的變化量滿(mǎn)足以下的微分方程:
解方程(1)可得:
考慮箱內(nèi)干燥空氣與原有氣體混合需要一定的時(shí)間以及其它因素,可以將式(2)修正為:
式中:
t-修正系數(shù),它與干空氣的流量、箱體大小及結(jié)構(gòu)、箱體的密封性能因素有關(guān)。
可見(jiàn),一定體積的恒溫恒濕試驗(yàn)箱,通過(guò)干燥空氣置換的方法來(lái)降低箱內(nèi)氣體含濕量時(shí),箱內(nèi)氣體的含濕量是按指數(shù)規(guī)律變化的,箱內(nèi)氣體含濕量越低,含濕量降低的速率越慢;要盡快降低箱內(nèi)氣體的絕對(duì)濕度,應(yīng)加大干空氣的進(jìn)氣量Q。
箱內(nèi)氣溫的變化
箱內(nèi)氣溫的變化在箱內(nèi)產(chǎn)生兩方面的影響:改變箱內(nèi)氣壓、改變箱內(nèi)氣體的相對(duì)濕度。這兩方面的影響最終都將影響箱內(nèi)外水蒸氣的交換。
設(shè):加速箱體是密封的,P0為箱內(nèi)初始?xì)鈮?設(shè)為大氣壓),箱內(nèi)容積氣體的初始質(zhì)量為m0 ,T0初始溫度,則一定容積V0內(nèi)的氣體,氣壓P與氣體質(zhì)量m、溫度T的關(guān)系為:
由式(4)得:
要防止箱外水蒸氣進(jìn)入箱內(nèi),則箱內(nèi)氣壓變化△P1=P-P0≥0。
當(dāng)箱內(nèi)氣體降溫,即時(shí)△T<0,△m>0。因此,必須向箱內(nèi)補(bǔ)充至少△m質(zhì)量的同溫度的干空氣,才能使箱內(nèi)的氣壓大于外界大氣壓P0。
由以上分析可知:當(dāng)箱內(nèi)氣溫降低時(shí),要防止箱外水蒸氣進(jìn)入箱內(nèi),必須往箱內(nèi)充入足量的干空氣,充入的干空氣量滿(mǎn)足:△m>(m/T). ∣△T∣。
箱內(nèi)氣體流速的變化
箱內(nèi)氣體流速的變化影響箱內(nèi)氣壓分布的不均勻,它可以使箱內(nèi)局部區(qū)域產(chǎn)生相對(duì)于箱外大氣壓的負(fù)壓區(qū),使箱外水蒸氣加速進(jìn)入箱內(nèi)。
忽略箱內(nèi)氣體密度的變化,則箱內(nèi)氣體流速v與氣壓P的關(guān)系為:
于是,氣體流動(dòng)引起的氣壓變化△P2為:
可見(jiàn),在箱內(nèi)氣體流速較快的地方,氣壓較低,容易在該區(qū)域出現(xiàn)氣壓小于大氣壓的負(fù)壓區(qū)。因此,箱內(nèi)中心區(qū)域的靜氣壓P應(yīng)滿(mǎn)足P>P0+∣△P2∣,這樣才能保證箱內(nèi)氣體不會(huì)出現(xiàn)低于外界大氣壓的負(fù)壓區(qū),從而防止外界空氣經(jīng)縫隙進(jìn)水蒸氣入箱體內(nèi)。
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