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恒温恒湿试验机恒温恒湿理论及实验分析

2018/10/23


恒温恒湿试验机恒温恒湿理论及实验分析:
微型恒温恒湿试验箱中制冷系统的恒温恒湿试验机表面恒温恒湿现象,影响着整个微型恒温恒湿试验箱的贮藏效果及能耗。当恒温恒湿试验机表面霜层达到一定厚度时,会降低制冷机组的效率,同时还会阻碍流动,影响风机工作效率;当启动融霜系统时,还会造成微型恒温恒湿试验箱内库温的波动,影响贮藏效果。对于恒温恒湿及其对制冷系统的研究有很多成果,但是微型恒温恒湿试验箱具有自身的特点,即机组在多数情况下不连续工作,恒温恒湿试验机不是连续性的强迫对流,以往的研究成果特别是关于霜量的增长不适用工作状况。本文将在实验及理论分析的基础上,针对这种恒温恒湿工况进行分析和讨论,归纳出霜量增长的影响因素和关联式。
温恒湿试验机恒温恒湿理
恒温恒湿试验箱结晶成霜过程是一复杂过程,霜的形状受到冷壁面的温度、来流空气的含湿量及速度等影响。Hallet通过实验研究证明,霜的形状主要与冷壁面的温度有关,而与来流空气的过饱和度关系不大,并认为随着冷壁面温度的降低,霜的形态经历着周期性的变化,从板状到棱状,再从棱状到板状。列出了不同温度阶段霜的形状。
本次实验中蒸发器表面温度集中在-22℃~-9℃之间,来流空气温度在2℃~-4℃之间,可以认为在本次实验中霜的主要形状以平板方式出现,在后面的宏观平衡分析中也将运用到这一霜的形状。但对于霜形成的微观状态而言,主要是指水分子的凝聚,取决于水分子的碰撞频率。从这一层次上讲,霜形成的微观结构是球形结构,涉及到霜形成的临界半径,这对于防止恒温恒湿有重要意义。
霜的形成过程从本质上讲就是空气中的恒温恒湿试验箱的相变过程。根据相律可知,单一元体系中,两相平衡时,只能有一个自由度,改变其中一个变量时,则两相共存在的状态就会被破坏;但是有时会形成亚稳态体系,对于亚稳态体系,如果加入其它物质,则这种亚稳态体系很易破坏,从而形成稳态物质。这种亚稳态体系对于晶体生长来说是十分重要的,在后面的讨论中将有论述。显示了水的相图。
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