高低溫濕熱測試箱的加濕和除濕原理是什么

    高低溫濕熱測試箱又叫高低溫交變濕熱試驗(yàn)箱，恒溫恒濕測試箱，高低溫濕熱測試箱等，主要為電子零件、汽車配件、半導(dǎo)體LED、光電照明、液晶屏幕、工業(yè)材料、油墨涂料、五金模具、成品研發(fā)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)各環(huán)節(jié)的試驗(yàn)提供恒定濕熱，復(fù)雜高低溫交變等測試環(huán)境和試驗(yàn)條件，適用于電子電器、通訊、LED、LCD、化工、五金、橡膠、玩具、科研等各行業(yè)。

     很多客戶在購買或者使用時(shí)都會(huì)問到高低溫濕熱老化測試箱的加濕和除濕原理，那么現(xiàn)在就由東莞市科文試驗(yàn)設(shè)備有限公司李一起跟您探討這方面的問題。

    高低溫測試箱加濕的過程實(shí)際上就是提高水汽分壓力，zui初的加濕方式就是向測試箱壁噴淋水，通過控制水溫使水表面飽和壓力得到控制。箱壁表面的水形成較大的面，在這個(gè)面上向箱內(nèi)通過擴(kuò)散的方式向箱內(nèi)加入水汽壓使試驗(yàn)箱中相對(duì)濕度升高，這一方法出現(xiàn)在上世紀(jì)五十年代。由于當(dāng)時(shí)對(duì)濕度的控制主要是用水銀電接點(diǎn)式導(dǎo)電表進(jìn)行簡單的開關(guān)量調(diào)節(jié)，對(duì)于大滯后的熱水箱水溫的控制適應(yīng)性較差，因此控制的過渡過程較長，不能滿足交變濕熱對(duì)加濕量要求較多的需要，更重要地是在對(duì)箱壁噴淋的時(shí)候，不可避免地有水滴淋在試品上對(duì)試品形成不同程度的污染。同時(shí)對(duì)箱內(nèi)排水也有一定的要求。這一方法很快就被蒸汽加濕和淺水盤加濕所取代。但是這一方法還是有一些優(yōu)點(diǎn)。雖然它的控制過渡過程較長，但系統(tǒng)穩(wěn)定后濕度波動(dòng)較小，比較適合做恒定濕熱試驗(yàn)。另外在加濕過程中水汽不過熱不會(huì)增加系統(tǒng)中的額外熱量。還有，當(dāng)控制噴淋水溫使之低于試驗(yàn)要求的要點(diǎn)溫度時(shí)，噴淋水具有除濕作用。

      隨著高低溫循環(huán)測試箱由恒定濕熱向交變濕熱發(fā)展，要求有較快的加濕反應(yīng)能力，噴淋加濕已不能滿足要求時(shí)，蒸汽加濕和淺水盤加濕方法開始大量被采用并得到發(fā)展。

      水汽的飽和壓力隨著水溫的升高而升高，當(dāng)水溫高至沸點(diǎn)時(shí)，在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力時(shí)，水汽飽和壓將超過100Kpa，這時(shí)一個(gè)特別加濕蒸汽鍋爐會(huì)噴出蒸汽，向高低溫交變濕熱試驗(yàn)箱內(nèi)加濕。這一加濕過程會(huì)很快完成。因此在交變濕熱箱中被廣泛運(yùn)用。在很多情況下蒸汽的溫度總是高于試驗(yàn)工況要求的溫度，這時(shí)高濕的蒸汽和較低濕度的空氣混和后，一部份水汽會(huì)凝結(jié)成水并放出汽化熱，在箱內(nèi)產(chǎn)生額外的熱量，有時(shí)為了平衡這一部分熱量往往要開啟壓縮機(jī)制冷。當(dāng)制冷溫度控制不當(dāng)時(shí)可能會(huì)使蒸發(fā)器上結(jié)霜影響制冷效果，同時(shí)由于制冷的作用會(huì)產(chǎn)生除濕效果，使箱內(nèi)濕度下降，為維持試驗(yàn)工況將增大加濕量，進(jìn)一步增加箱內(nèi)額外熱量。甚至?xí)霈F(xiàn)不斷地加濕，制冷又同時(shí)不斷地除濕的現(xiàn)象。

      采用蒸汽加濕具有加濕快，能適應(yīng)高低溫濕熱測試箱在升溫段對(duì)要求加濕量大的需要。因此該方法被大量地采用。其主要缺點(diǎn)是向箱內(nèi)引入了過熱蒸汽，增加了箱內(nèi)的熱量。在設(shè)計(jì)時(shí)要特別注意過熱蒸汽對(duì)系統(tǒng)帶來的影響。

      淺水盤加濕器具有蒸汽加濕和噴淋加濕兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，淺水盤是在試驗(yàn)箱中設(shè)計(jì)了表面足夠大的水盤，水盤中放置了加熱器。水面的水汽壓可通過擴(kuò)散和對(duì)流質(zhì)交換向空氣中不斷地補(bǔ)充水汽，而通過這種形式的加濕水汽不過熱。但是由于水盤的面積不可做到很大，因此擴(kuò)散和對(duì)流質(zhì)交換并不十分劇烈。通過適當(dāng)?shù)丶訜崴P的水使其高于箱內(nèi)的試驗(yàn)溫度，這時(shí)水盤表面層隨著溫度升高，水汽壓力升產(chǎn)高，與箱體中空氣中水汽分壓力之差增加，加劇了水汽擴(kuò)散和對(duì)流質(zhì)交換。在滿足試驗(yàn)箱加濕要求的情況，水盤中的水溫并不要求過高，這時(shí)水汽的過熱量有明顯下降。這一點(diǎn)較直接蒸汽加濕方法顯得更優(yōu)，這種方法的不足之處在于做低濕試驗(yàn)時(shí)由于水盤有擴(kuò)散和對(duì)流質(zhì)交換的存在，要獲得低濕較難。采用制冷降低水溫可使?jié)穸扔兴陆?。由于目前的濕熱箱已和低溫箱做成了一體，為防止水盤中水對(duì)做低溫試驗(yàn)時(shí)造成的不利，通常要將水排出箱外，對(duì)設(shè)備的使用增加了一定麻煩。另外當(dāng)試驗(yàn)箱長期不用時(shí)，水盤中容易滋生微生物影響設(shè)備的清潔。

      隨著試驗(yàn)要求不斷的變化，試品在試驗(yàn)過程中要帶電工作并發(fā)出大量熱量，這時(shí)通常要采用壓縮機(jī)對(duì)其制冷，在制冷過程中蒸發(fā)器與空氣要進(jìn)行熱質(zhì)交換，試品發(fā)出熱量越大，熱質(zhì)交換越劇烈，試驗(yàn)箱中水汽會(huì)被蒸發(fā)器除去，若采用蒸汽加濕難以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)要求的高濕工況，于是為滿足試驗(yàn)要求，出現(xiàn)了另一種過冷蒸汽加濕法。

      過冷蒸汽的產(chǎn)生通常有超聲波法，高壓噴霧法，離心噴霧等。它們將水轉(zhuǎn)換成微米級(jí)的水霧，這種霧處于亞穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。若它獲得熱量將轉(zhuǎn)換為汽，若得不到熱量則會(huì)變成水滴，在試品發(fā)熱的情況下，霧吸收試品發(fā)出的熱量汽化，將這些熱量轉(zhuǎn)換成水的潛熱，使箱內(nèi)水汽壓升高達(dá)到試驗(yàn)要求的濕度。水汽的潛熱在制冷蒸發(fā)器上放出，通過這一等焓的熱質(zhì)交換完成加濕，這一方法在實(shí)踐中證明十分有效，并在一些高低溫測試箱中得到運(yùn)用。

      高低溫濕熱老化測試箱除濕的方法目前運(yùn)用得有兩種，一是冷凍除濕法，另一種是固體吸濕劑除濕法。前者是將空氣中的水汽冷凝在表冷器上形成水或霜。由于濕熱箱的試驗(yàn)過程通常較長，表冷器結(jié)霜會(huì)影響除濕效果，一般應(yīng)盡量避免這種現(xiàn)象發(fā)生，為使表冷器不至于結(jié)霜，應(yīng)當(dāng)將表冷器的溫度控制在0℃以上。這時(shí)箱內(nèi)濕度用露點(diǎn)描述時(shí)，其露點(diǎn)溫度約為5～7℃。這一露點(diǎn)溫度已能滿足現(xiàn)行的試驗(yàn)方法的要求，同時(shí)使用十分方便，因此運(yùn)用zui廣。當(dāng)要求更低的露點(diǎn)時(shí)，通常采用固體吸濕劑進(jìn)一步吸濕劑。這類吸濕劑的表面水汽壓力在幾百至幾十個(gè)PPm數(shù)量級(jí)上，可獲得-70℃左右的露點(diǎn)溫度。這種方法使用很不方便或購買專門的設(shè)備十分昂貴。只有在一些有特殊要求的試驗(yàn)時(shí)才被采用。如對(duì)內(nèi)燃機(jī)在低溫或做運(yùn)行試驗(yàn)的低溫箱時(shí)，要求對(duì)箱內(nèi)補(bǔ)充大量空氣供燃油燃燒時(shí)使用。為防止新空氣中的水汽在低溫箱的蒸發(fā)器大量結(jié)霜影響制冷，需要用固體吸濕原理制成并能連續(xù)運(yùn)行的轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)。目前這種除濕機(jī)的商品價(jià)格十分昂貴。

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