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高低溫試驗箱的結(jié)露產(chǎn)生與防止
高低溫試驗箱的結(jié)露產(chǎn)生與防止
結(jié)露是我們?nèi)粘Ｉ钪泻芷毡榈默F(xiàn)象，比如說，在夏天炎熱的環(huán)境下，將一瓶冰凍過的飲料放到常溫下，不一會兒，就可以看到在飲料瓶上出現(xiàn)“冒汗”的現(xiàn)象，這是空氣中的水蒸汽在瓶壁上凝結(jié)的結(jié)果，也就是我們說的結(jié)露現(xiàn)象。在大自然中也會出現(xiàn)這種結(jié)露的現(xiàn)象，例如在清晨出現(xiàn)的露水，在冬季出現(xiàn)的大霧、下雪的天氣。
我們使用溫濕度試驗箱對電子產(chǎn)品進(jìn)行溫濕度試驗，就是模擬試驗溫濕度環(huán)境的改變對電子產(chǎn)品特性的影響。在進(jìn)行溫濕度試驗時，由于溫濕度環(huán)境的改變就有可能會在溫濕度試驗箱內(nèi)部出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。然而許多電子類產(chǎn)品在進(jìn)行溫濕度試驗時，在產(chǎn)品的表面產(chǎn)生結(jié)露或者在溫濕度試驗箱內(nèi)部結(jié)露產(chǎn)生的水滴會對試驗中的產(chǎn)品產(chǎn)生損壞，因此不允許出現(xiàn)結(jié)露的現(xiàn)象。為了避免結(jié)露對試驗樣品造成損壞，我們必須充分了解結(jié)露現(xiàn)象，了解結(jié)露產(chǎn)生的原因，采取正確的方法避免結(jié)露現(xiàn)象的存在。
結(jié)露的產(chǎn)生
一般來說，我們所指的空氣都是濕空氣。濕空氣是指含有水蒸汽的空氣，而干空氣則是指*不含有水蒸汽的空氣。濕空氣是干空氣和水蒸汽的混合物。濕空氣的狀態(tài)可以通過濕空氣線圖來查找。
可以通過濕空氣線圖獲得下表所表示的狀態(tài)值：
如果溫度t不變，濕空氣中的水蒸汽含量增加，即水蒸汽的分壓力增加，則其狀態(tài)將沿等溫線向左上（p-v圖）或向左（T-s圖），直到和上界限線相交于c點，達(dá)到飽和狀態(tài)。如果再增加水分，即將以水滴狀態(tài)凝結(jié)而從濕空氣中分離出來。這時水蒸汽的分壓力是對應(yīng)于溫度t的條件下的極限值，相當(dāng)于溫度t時水蒸汽的飽和壓力ps，其值可按t在飽和水蒸汽表上查得。這種由干空氣和飽和水蒸汽組成的濕空氣稱為飽和空氣，其pv=p”。即使在飽和空氣中再增加少許水蒸汽，則超過飽和量的過量水蒸汽就會變成水，這種狀態(tài)的空氣稱為過飽和空氣
假若未飽和空氣中水蒸汽的含量不變，即pv不變，而濕空氣溫度逐漸降低，則其狀態(tài)將沿等壓線冷卻向左（p-v圖），或向左下（T-s圖），和上界限線相交于B時，也達(dá)到了飽和狀態(tài)。如再冷卻，也將有水滴析出。B點的溫度即對應(yīng)于pv下的飽和溫度，稱為露點溫度，用tDP表示。TDP=f(pv)，可按pv在飽和空氣表上查出。所以露點是在一定的水蒸汽分壓力pv下，使?jié)窨諝庾優(yōu)轱柡涂諝獾哪屈c溫度。
舉例來說，假設(shè)有1m3的空氣，其溫度為0℃時一旦其中有約4.85g的水蒸汽含量就可達(dá)到飽和。但是，在20℃的狀態(tài)下，該空氣zui多能包含約17.28g的水蒸汽含量，差不多是0℃時的三倍。就溫度條件而言，在宜人的25℃附近，對于1m3空氣減少1g水蒸汽含量，相對濕度就要降低約4%RH，但是到了冬季5℃左右時，則相對濕度要降低約15%RH。而到了0左右時，竟要降低約20%RH。
所以，空氣的溫度高，能夠包含的水蒸汽就多。反之，空氣溫度低，盡管只有少量水蒸汽，空氣也能夠達(dá)到飽和。也就是說，濕空氣的飽和水蒸汽含量與空氣的溫度成正比。同樣道理，即使?jié)窨諝獗旧頉]有達(dá)到過飽和，而與濕空氣接觸的物體、空隙部位、表面及內(nèi)部冷卻到低于濕空氣的飽和溫度時，則在其界面附近空氣中所含的水蒸汽也會凝結(jié)成水而變成水滴。也就是出現(xiàn)了結(jié)露現(xiàn)象。即使接觸到的比濕空氣飽和溫度低一點點的物體，結(jié)露也會發(fā)生。
3. 結(jié)露的對策
我們使用溫濕度試驗箱對試驗樣品進(jìn)行溫濕度試驗。溫濕度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
濕空氣是干空氣和水蒸汽的混合物。干空氣可視為理想氣體，而存在于大氣中的水蒸汽，由于其分壓力通常是很小的，一般只有30～40mbar，大都處于過熱狀態(tài)，所以它的比容很大，分子間的距離足夠的遠(yuǎn)，可以作為理想氣體處理，其狀態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系可描述為：
pV=mRT或者pv=RT
適用于理想氣體的一些定律及其混合氣體計算公式也都是用于濕空氣。設(shè)以pv表示水蒸汽的分壓力，pa表示干空氣的分壓力，濕空氣的總壓力為p，按照道爾頓分壓定律有
p=pv+pa
空氣中的水蒸汽由于其含量的不同（即分壓力有高低）以及溫度不同，可以處在過熱狀態(tài)或飽和狀態(tài)。由干空氣和過熱蒸汽組成的濕空氣稱未飽和空氣。設(shè)濕空氣的溫度為t，當(dāng)其所含水蒸汽的分壓力pv低于對應(yīng)與溫度t的飽和壓力ps時，則濕空氣中的水蒸汽處在過熱狀態(tài)，如圖中A點所示。此時濕空氣的密度（ ）也小于對應(yīng)與溫度t的干飽和蒸汽的密度（ ）即