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湿热试验箱、湿热环境试验室加湿方式有哪些?
发布日期:2016-01-16      浏览次数:1391

一、前言

湿热试验箱里采用的加湿方法有很多种,他们的加湿原理、工艺流程、设备组成、设计方法等均大不相同,在进行湿热环境试验室加湿系统的设计之前,首先要根据实际的具体情况、配套设备情况开确定加湿方式;选择合理的加湿方式有助于降低能力消耗、运行费用、提高控制精度以及提高使用维护的可靠性。

二、湿热试验箱、武汉湿热试验箱选定加湿方式的主要原则

在进行设计湿热试验室加湿方法之前,可按如下原则确定试验系统的加湿方式:

1)适应具体的湿热环境试验的特点,满足各项湿热试验技术指标。

2)充分发挥各种加湿方式的特点,为以后发展、改进应留有余地。

3)整个试验室的加湿系统具有良好的调节性能,能适应各种湿热试验环境对加湿调节量的要求。

4)尽可能减少投资、能力消耗、运行费用。

5)可靠性高,使用操作方便,故障排除、维护保养简单。

6)方案有很好的可行性,各种设备应立足可从国内市场销售的部门购得。

7)能综合利用试验设备,便于试验,易于操作。

三、加湿方式

迄今为止,在湿热环境试验箱试验设备中,广为采用的加湿方式有表面蒸发加湿、喷雾加湿、蒸汽加湿三种方式。此三种方式各有利弊,要根据具体的情况、配套设备情况来进行实际的设计。

(一)表面蒸发加湿

表面蒸发加湿,从分子运动论的观点来看,就是水分子离开水表面变成水蒸汽分子的过程。早期的湿热试验设备就是采用这种加湿方式来加湿,俗称“水盆加湿法”。典型的机构见图1.

由于水蒸发要受到水自身温度高低、水表面积的大小、水表面上水蒸汽分子密度的大小(即水蒸汽分压力的高低)等因素的影响;虽然水在任何温度下都能蒸发,但是也应考虑上述因素的影响。根据推算,表面蒸发加湿量的大小可根据下述公式来计算:

式中:β为湿交换系数(kg/m*s*Pa)

为饱和空气层的水蒸汽分压力,也就是湿球温度下空气的饱和水蒸汽分压力(Pa)

Pq为空气的水蒸汽分压力(Pa)

F为水与空气接触的表面积( )P为大气压力(P)s为时间(S)

表面加湿的特点:

(1)设备结构简单,易于实现。

(2)使用时没有运转机构,无噪声,工作可靠

(3)加湿过程—般较为缓慢,当以自然对流为主时,被加湿空间的湿度均匀比较差。

()喷雾加湿

喷雾加湿是在空气调节通道里喷不同温度的水来实现空气的加热、冷却、加湿和除湿的多种空气处理过程。典型的喷雾加湿系统如图2

 

在加湿过程中,湿空气和嘴喷出来的细小水滴相遇时,便和水滴表面发生热、湿交换,这时根据水温的不同既可能发生热交换,也可能发生热、湿交换。当空气水滴相遇,就将小水滴边界层的饱和空气带走,补充的新空气则继续达到饱和,饱和空气层不断与流过的空气混合,而发生状态变化。因此 ,可将空气与水滴的热、湿交换过程看做两种状态空气的混合过程.在理想条件下,全部空气都能达到饱和状态,而且具有水的温度。也就是说,空气的zui终温度等于水的温度;与空气接触的水温不同,空气的状态变化过程也不同。随水温不同,也可以得到下表和图3所示的七种典型的空气状态变化过程。

在上述七种过程中,A-2过程为空气加湿与除湿的分界线,A-4过程为空气增焓的分界,A-6 过程为空气升温的分界线。

喷雾加湿的特点:

(1)可以实现多种空气状态的变化过程。

(2)加湿能力较大,快速加湿容易造成湿度过冲。

(3)由于使用强制性气流循环,湿度均匀性比较好。

(4)在使用中,对所用的水质量有一定的要求,电阻率不超过 500 .米。

(5)由于使用转动机构,在长期连续工作的情况下,要考虑备用系统。

()蒸汽加湿

蒸汽加湿就是将低压蒸汽直接注入调节通道,从而提高工作空间的湿度。在i-d 图上,蒸汽加湿的热湿比e方向线可近似地看做与等温线平行,因而常称蒸汽加湿为等温加湿。实际上由id 图上可看出是升温加湿,原因有:

aid 图上蒸汽加湿的 e方向线角度略大于等温线;

b.蒸汽加湿时,蒸汽与空气未能充分混合,出现局部冷凝,放出热量。

 蒸汽加湿因蒸汽产生的方式不同,可以分为工业蒸汽加湿、电热加湿器加湿和电极加湿器加湿三种。工业蒸汽加湿通常用在有工业蒸汽的地方,有废气再利用的性质,应用比少。而电热加湿器加湿和电极加湿器加湿使用的比较广,其结构和特点如下;

a.电热加湿器

也就是平常所说的电热小锅炉,它是采用管状电热元件通电,使水受热沸腾,产生蒸汽;电热加湿分开、闭式两种,开式电热加湿器是与大气直接相通的非紧密容器。

 开式电热加湿器由于容器内常有一定量的水,从接到加湿指令到蒸汽出来有一段时间,这就加大了湿度的波动度。

 闭式电热加湿器是大气相通的密闭容器。蒸汽压力高于大气压力.通常保持 0103kg/cm。的低压蒸汽。在开启调节后即可迅速加湿蒸汽,消除开式电热加湿中的滞后时间,但是结构复杂一些。

b.电极加湿器

电极加湿器是利用水电阻加热水产生水蒸汽。电极加湿器常用不锈钢作为火线电极,容器内壳接地。通电后,电流从水中通过,水被加热产生蒸汽。加湿加率可随水位高低而变,水位越高,功率越大。调节水位就调节加湿量。

电极加湿器有如下特点:

1.体积小,加湿量大;

2.所使用的水质无严格的要求,不会因缺少水分而损坏设备。

电热加湿器和电极加湿器所需的电功率可用如下公式来计算:

其中:W为zui大加湿量(1kg/h)

j 为蒸汽与进水的焓差,一般取630Kcal/kg

K为附加系数,考虑使用元件结垢后而影响的附加系数,一般按下列情况取值

当采用蒸馏水时 K=1.05

当采用硬度较低的水时 K=1.10

当采用硬度较高的水时 K1.20

 在使用蒸汽加湿过程中.应使加湿蒸汽以zui知事短的距离进入工作空间。并对空气所经过的管道采取良好的保暖措旅,以达到理想的加湿效果。

采用蒸汽加湿法对试验空间进行加湿,国内已有应用在大型环境模拟试验室(1000m³)中,控制采用微机自动控制,利用锅炉送来水蒸汽进行系统的升湿、加湿,很好地完成了各种湿热环境的摸拟。

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