高低溫試驗箱出現(xiàn)凝露怎么辦

 高低溫試驗箱主要由制冷系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，濕度系統(tǒng)，空氣循環(huán)系統(tǒng)，和傳感器系統(tǒng)等組成，系統(tǒng)方框圖見下圖

  在使用高低溫驗箱試時，如果有比箱內(nèi)濕空氣的露點溫度低的部品，則部品必然結(jié)露，如果露點溫度低于0℃，則變?yōu)榻Y(jié)霜。

根據(jù)在不同條件下發(fā)生的結(jié)露，可以大致分為下列三種情況：

（1）         高溫度高濕度運行時，高溫度是指運行溫度超過30℃，運行濕度超過60%RH。

（2）         濕度由低到高，溫度也由低到高。

（3）         溫度由低到高的急劇變化。

根據(jù)上述情況產(chǎn)生結(jié)露的具體原因，采取相應的對策：

1）       高溫高濕運行時，在隔熱性能差的部位諸如觀察窗、電纜孔等地方容易結(jié)露。如果周圍環(huán)境溫度低于試驗箱內(nèi)部的溫度，由于這些部位的隔熱性能差，在試驗箱內(nèi)側(cè)對應的部位那里的溫度要低于試驗箱內(nèi)濕空氣的露點溫度，所以容易發(fā)生結(jié)露。對于這種情況就需要提高斷熱程度，在電纜孔等隔熱性能差的地方增加斷熱材料。由于觀察窗的斷熱方式很難采取，所以為了防止觀察窗結(jié)露，要將觀察窗靠試驗箱內(nèi)側(cè)表面的溫度提高到試驗箱內(nèi)濕空氣的露點溫度以上，所以用在觀察窗靠試驗箱內(nèi)側(cè)表面貼加熱膜的方式來避免結(jié)露。

2）       高溫高濕運行時，空氣循環(huán)裝置的循環(huán)風難以吹到的地方諸如試驗樣品的背風面、試驗樣品的周邊部位容易結(jié)露。試驗箱內(nèi)部的空氣是通過空氣循環(huán)裝置進行熱交換的。但是，空氣循環(huán)裝置本身也接觸空氣進行熱交換，以維持其溫度。因此空氣流動慢的地方溫度較低容易結(jié)露。調(diào)整空氣循環(huán)裝置，使得試驗箱內(nèi)循環(huán)風的流動更全面均勻。同時調(diào)整試驗樣品的安置方式，要保證不影響到循環(huán)風的流動。

3）       濕度由低到高，溫度也由低到高運行時，熱容量大的部位如試驗箱內(nèi)部的壁面、試樣等容易結(jié)露。熱容量是指將重量為m的物質(zhì)上升1℃所需要的能量。空氣的熱容量比較小。如果同時溫度上升濕度增加，那么試驗箱內(nèi)的濕空氣容易成為過飽和濕空氣，容易結(jié)露。同時由于試驗箱內(nèi)部的各個部位熱容量大，各個部位的溫度跟隨空氣溫度的隨便性差，因此其溫度的上升比空氣慢得多，容易造成結(jié)露。對于這種情況，可以首先使試驗箱內(nèi)溫度上升，讓試驗箱內(nèi)各個部位的溫度充分穩(wěn)定以后再上升濕度，可以避免結(jié)露。

4）       溫度由低到高的急劇變化，熱容量大的部位如試驗箱內(nèi)部的壁面、試樣等容易結(jié)露。熱容量小的空氣，溫度上升比較容易。而熱容量大的如試驗箱內(nèi)部的各個部位，溫度上升不太容易，因此造成空氣和試驗箱內(nèi)部各個部位出現(xiàn)溫度差，容易產(chǎn)生結(jié)露。對于這種情況，降低試驗箱內(nèi)部空氣的露點溫度，或者將試驗箱內(nèi)部的空氣換成低露點溫度的空氣。

4. 急劇的溫度變化時，結(jié)露的對策。

在進行溫濕度試驗時，根據(jù)試驗要求有溫度急劇變化的情況。在這樣的過程中熱容量大的部位容易結(jié)露。假設某溫濕度試驗箱進行溫度試驗，需要在25分鐘時間內(nèi)使試驗箱內(nèi)的溫度從71℃變化到－54℃。

試驗條件如下：

試驗箱的內(nèi)尺寸：   W1000×H1000×D1000

試驗箱的內(nèi)容積：   1m3

溫度范圍     ：   71℃～－54℃

溫度上升時間 ：   25分鐘

溫度下降時間 ：   25分鐘

外部空氣條件     ：    25℃、60%RH 

水分量0.012kg/kg比容積0.68m3/kg

（1）         采用低露點空氣的必要性

當試驗箱內(nèi)的溫度進行71℃～－54℃的變化，試驗箱內(nèi)的空氣會重復發(fā)生膨脹與收縮的現(xiàn)象。其變化量與溫度成正比。

已知1.03Kg/cm3abs＝1大氣壓

V1＝V2＝1m3

根據(jù)式PV＝RT得：

；=0.66Kg/cm2abs=502mmhg

使溫度從71℃下降到－54℃，如果沒有外界空氣的滲入，箱內(nèi)的氣壓就將減小到502mmHg。為了使試驗箱內(nèi)經(jīng)常保持1大氣壓（1.03Kg/cm3abs），就要有外界空氣的滲入，使試驗箱內(nèi)的氣壓從502mmHg增加到760mmHg。

因此，滲入了0.36m3 25℃60%的濕空氣，所以箱內(nèi)的水分也增加了。

ΔX＝（0.36/0.86）×0.012＝5.0×10－3Kg＝5cc

由于溫度的下降，使箱內(nèi)的水分增加了5cc。這使試驗箱中處于0℃溫度以下的蒸發(fā)器結(jié)霜。在－54℃的運行中，空氣中的大部分水分都在蒸發(fā)器上結(jié)了霜，箱內(nèi)空氣的濕度很小，也就是說箱內(nèi)是干燥的。接著，試驗箱如果作從－54℃上升到71℃的運行，已結(jié)成霜的水分就要溶解而變成水蒸氣。因此試驗箱內(nèi)空氣中的濕度就會上升。溫度急劇上升時，試樣與試驗箱的內(nèi)部結(jié)構材料由于熱容量不能跟隨空氣溫度的上升而一起變化。因此，由于試驗箱內(nèi)空氣溫度及與試驗箱的內(nèi)部結(jié)構溫差的加大，故容易產(chǎn)生結(jié)露。

因此在防止試樣結(jié)露時，為了防止外界空氣的滲入，必須向箱內(nèi)置換低露點空氣。

（2）         低露點空氣的置換

降低內(nèi)膽空氣露點溫度的方法有以下幾種：

l     將內(nèi)膽空氣置換成低露點空氣

l     將內(nèi)膽空氣置換成低露點的干燥氮氣

（A）低露點空氣

可以通過超干燥空氣裝置制造低露點空氣。濕的壓縮空氣供給入高分子膜中空棉中，水蒸氣有選擇性地浸透、透過中空棉的外側(cè)，就得到了除去水分后的干燥空氣。干燥空氣的一部分清除到中空棉外側(cè)，透過的水蒸氣排放到大氣中，實現(xiàn)連續(xù)的透過除濕。使用壓縮空氣在高壓狀態(tài)下除濕，或返回到大氣壓，就能夠制造出露點非常低的空氣（－40℃、－72℃）。必須注意的事項是，根據(jù)「超干燥空氣裝置」的特點，壓縮空氣的用量必須是要使用的低露點空氣的2倍。例如，要制造100NL/min的低露點空氣，必須提供200NL/min的壓縮空氣。

制造低露點空氣必須使用下圖所示的回路：

圖4　制造低露點空氣系統(tǒng)圖

關于低露點空氣的供應量，必須根據(jù)以下2點進行確定：

1．為使箱內(nèi)達到低露點的時間

2．溫度下降過程中要防止外界空氣滲入

通常，如果是內(nèi)容積為1m3的試驗箱，宜提供100NL/min的低露點空氣。

（B）低露點干燥氮氣的置換

根據(jù)以上所述，對于內(nèi)容積為1m3的試驗箱而言，氮氣的供應流量為100NL/min。但是，請注意要根據(jù)氮氣的純度設置露點溫度。

5.    結(jié)論

溫濕度試驗箱對試樣施加的是溫度應力和濕度應力，因此結(jié)露、結(jié)霜是不可避免的。充分了解結(jié)露結(jié)霜的原因，采取正確的試驗方法，是可以避免情況的發(fā)生，也就可以避免造成不必要的損失。