恒溫恒濕試驗箱箱內氣體絕對濕度的影響因素
影響恒溫恒濕試驗箱箱內氣體露點(diǎn)的根本因素是箱內氣體的相對濕度和氣體的氣壓。但箱內氣體的絕對濕度為零或很低時(shí),箱內氣體在溫度下限以上將不會(huì )出現凝露現象。而恒溫恒濕試驗箱箱內絕對濕度與箱內氣體的初始含水量、干空氣的補充速度、箱內外的氣體交換速度等因素都有關(guān)系。下面具體分析箱內氣體絕對濕度的幾個(gè)影響因素:
干空氣的置換速度
設:進(jìn)入恒溫恒濕試驗箱內的干燥空氣可以瞬時(shí)間與箱內原有氣體均勻混合,f1為任意時(shí)刻絕對含濕量(g/kg),f0為初始絕對含濕量(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,它與干空氣的流量、箱體大小及結構、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箱,通過(guò)干燥空氣置換的方法來(lái)降低箱內氣體含濕量時(shí),箱內氣體的含濕量是按指數規律變化的,箱內氣體含濕量越低,含濕量降低的速率越慢;要盡快降低箱內氣體的絕對濕度,應加大干空氣的進(jìn)氣量Q。
箱內氣溫的變化
箱內氣溫的變化在箱內產(chǎn)生兩方面的影響:改變箱內氣壓、改變箱內氣體的相對濕度。這兩方面的影響最終都將影響箱內外水蒸氣的交換。
設:加速箱體是密封的,P0為箱內初始氣壓(設為大氣壓),箱內容積氣體的初始質(zhì)量為m0 ,T0初始溫度,則一定容積V0內的氣體,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,則箱內氣壓變化△P1=P-P0≥0。
當箱內氣體降溫,即時(shí)△T<0,△m>0。因此,必須向箱內補充至少△m質(zhì)量的同溫度的干空氣,才能使箱內的氣壓大于外界大氣壓P0。
由以上分析可知:當箱內氣溫降低時(shí),要防止箱外水蒸氣進(jìn)入箱內,必須往箱內充入足量的干空氣,充入的干空氣量滿(mǎn)足:△m>(m/T). ∣△T∣。
箱內氣體流速的變化
箱內氣體流速的變化影響箱內氣壓分布的不均勻,它可以使箱內局部區域產(chǎn)生相對于箱外大氣壓的負壓區,使箱外水蒸氣加速進(jìn)入箱內。
忽略箱內氣體密度的變化,則箱內氣體流速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),在箱內氣體流速較快的地方,氣壓較低,容易在該區域出現氣壓小于大氣壓的負壓區。因此,箱內中心區域的靜氣壓P應滿(mǎn)足P>P0+∣△P2∣,這樣才能保證箱內氣體不會(huì )出現低于外界大氣壓的負壓區,從而防止外界空氣經(jīng)縫隙進(jìn)水蒸氣入箱體內。
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