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恒溫恒濕試驗箱箱內氣體濕度的影響因素

作者： salmon范編(bian)輯：瑞凱儀器來(lai)源(yuan)： bibil.cn 發布日(ri)期(qi)： 2021.03.01

影響恒(heng)溫恒(heng)濕(shi)試驗箱箱內(nei)(nei)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)露點的(de)(de)根本因素(su)(su)是(shi)箱內(nei)(nei)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)的(de)(de)相(xiang)對濕(shi)度(du)和氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)。但(dan)箱內(nei)(nei)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)的(de)(de)濕(shi)度(du)為零或很低(di)時(shi)，箱內(nei)(nei)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)在(zai)溫度(du)下限以上將不(bu)會出現(xian)凝(ning)露現(xian)象(xiang)。而恒(heng)溫恒(heng)濕(shi)試驗箱箱內(nei)(nei)濕(shi)度(du)與箱內(nei)(nei)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)的(de)(de)初始(shi)含(han)水量、干(gan)空氣(qi)(qi)(qi)的(de)(de)補充速度(du)、箱內(nei)(nei)外的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)交換速度(du)等(deng)因素(su)(su)都(dou)有關系。下面(mian)具體(ti)(ti)分析箱內(nei)(nei)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)濕(shi)度(du)的(de)(de)幾(ji)個(ge)影響因素(su)(su)：
干空(kong)氣的置(zhi)換(huan)速度

設：進(jin)入恒溫恒濕試驗箱(xiang)內的(de)干燥(zao)空氣可以瞬時(shi)間與箱(xiang)內原有氣體(ti)(ti)均勻(yun)混合，f1為(wei)任意(yi)時(shi)刻含濕量（g/kg），f0為(wei)初始含濕量（g/kg），v為(wei)箱(xiang)體(ti)(ti)體(ti)(ti)積(ji)，Q為(wei)干燥(zao)空氣的(de)進(jin)氣量（m3/s），t為(wei)時(shi)間（s）。則：箱(xiang)內氣體(ti)(ti)含濕量f1的(de)變(bian)化量滿足以下的(de)微(wei)分(fen)方(fang)程(cheng)：

箱內氣體含濕量f1的變化量

解方程（1）可得：

考(kao)慮箱內干燥空氣與(yu)原有氣體混合需要(yao)一定(ding)的時間(jian)以及其它(ta)因素，可以將式（2）修正為：

考慮箱內干燥空氣與原有氣體混合

    式中：
    t-修正(zheng)系數(shu)，它與干(gan)空氣的流量(liang)、箱(xiang)體大小及結(jie)構、箱(xiang)體的密封性能因素有關。
    可見，一定體積的恒溫恒濕試驗箱，通過干燥空氣置換的方法來降低箱內氣體含濕量時，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濕度，應加大干空氣的進氣量Q。
箱(xiang)內氣溫(wen)的變化
    箱(xiang)(xiang)內(nei)氣(qi)(qi)溫的(de)變(bian)化在(zai)箱(xiang)(xiang)內(nei)產生兩方面的(de)影(ying)響(xiang)(xiang)：改(gai)變(bian)箱(xiang)(xiang)內(nei)氣(qi)(qi)壓、改(gai)變(bian)箱(xiang)(xiang)內(nei)氣(qi)(qi)體的(de)相對(dui)濕度。這兩方面的(de)影(ying)響(xiang)(xiang)終都將影(ying)響(xiang)(xiang)箱(xiang)(xiang)內(nei)外水蒸氣(qi)(qi)的(de)交(jiao)換(huan)。

設：加(jia)速箱(xiang)體(ti)是密封(feng)的(de)，P0為箱(xiang)內初(chu)始(shi)氣(qi)(qi)壓(ya)（設為大氣(qi)(qi)壓(ya)）,箱(xiang)內容積氣(qi)(qi)體(ti)的(de)初(chu)始(shi)質量為m0 ，T0初(chu)始(shi)溫度，則一定容積V0內的(de)氣(qi)(qi)體(ti)，氣(qi)(qi)壓(ya)P與氣(qi)(qi)體(ti)質量m、溫度T的(de)關系為：

氣壓P與氣體質量m、溫度T的關系

由式（4）得：

    要防止箱外水蒸氣(qi)進入箱內，則箱內氣(qi)壓(ya)變化(hua)△P1=P-P0≥0。
    當箱(xiang)內(nei)(nei)氣體降溫(wen)，即時△T＜0，△m＞0。因此，必須向(xiang)箱(xiang)內(nei)(nei)補充至少△m質量的同溫(wen)度的干空氣，才能使(shi)箱(xiang)內(nei)(nei)的氣壓大(da)于(yu)外界大(da)氣壓P0。
    由以上分析可知：當箱(xiang)內(nei)氣(qi)溫(wen)降低(di)時，要(yao)防止箱(xiang)外水蒸氣(qi)進入箱(xiang)內(nei)，必須往箱(xiang)內(nei)充(chong)入足(zu)量的干空氣(qi)，充(chong)入的干空氣(qi)量滿足(zu)：△m＞(m/T). ∣△T∣。
    箱內氣(qi)體流(liu)速的(de)變化
    箱(xiang)(xiang)內(nei)(nei)氣體流速的(de)變化影響(xiang)箱(xiang)(xiang)內(nei)(nei)氣壓(ya)分(fen)布的(de)不均勻(yun)，它可以使箱(xiang)(xiang)內(nei)(nei)局部區域產生相對于箱(xiang)(xiang)外大氣壓(ya)的(de)負壓(ya)區，使箱(xiang)(xiang)外水蒸氣加(jia)速進入箱(xiang)(xiang)內(nei)(nei)。

忽略箱內(nei)氣(qi)體密度的變化，則箱內(nei)氣(qi)體流速v與氣(qi)壓P的關系為：

箱內氣體流速v與氣壓P的關系

于(yu)是，氣體流動(dong)引(yin)起的氣壓變化△P2為(wei)：

氣體流動引起的氣壓變化

可見(jian)，在箱(xiang)(xiang)內(nei)(nei)(nei)氣(qi)體流(liu)速較快的地方(fang)，氣(qi)壓(ya)較低，容易在該區域(yu)出現氣(qi)壓(ya)小于大氣(qi)壓(ya)的負(fu)壓(ya)區。因此，箱(xiang)(xiang)內(nei)(nei)(nei)區域(yu)的靜氣(qi)壓(ya)P應滿足(zu)P＞P0+∣△P2∣，這樣才(cai)能保證箱(xiang)(xiang)內(nei)(nei)(nei)氣(qi)體不會出現低于外界大氣(qi)壓(ya)的負(fu)壓(ya)區，從而防止外界空氣(qi)經縫隙進水蒸氣(qi)入(ru)箱(xiang)(xiang)體內(nei)(nei)(nei)。

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