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羅卓尼克HP32露點儀測量條件的選擇

時間:2020/6/19閱讀:372
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  在羅卓尼克HP32露點儀的設計中要著重考慮直接影響結露過程熱質交換的各種因素,這個原則同樣適用于自動化程度不太高的露點儀器操作條件的選擇。這里主要討論鏡面降溫速度和樣氣流速問題。

  被測氣體的溫度通常都是室溫。因此當氣流通過露點儀時必然要影響體系的傳熱和傳質過程。當其它條件固定時,加大流速將有利于氣流和鏡面之間的傳質。特別是在進行低霜點測量時,流速應適當提高,以加快露層形成速度,但是流速不能太大,否則會造成過熱問題。這對制冷功率比較小的熱電制冷露點儀尤為明顯。流速太大 還會導致露點室壓力降低而流速的改變又將影響體系的熱平衡。所以在露點測量中選擇適當?shù)牧魉偈潜匾?,流速的選擇應視制冷方法和露點室的結構而定。一般的流速范圍在0.4~0.7L﹒min-1之間。為了減小傳熱的影響,可考慮在被測氣體進入露點室之前進行預冷處理。

  在HP32露點儀測量中鏡面降溫速度的控制是一個重要問題,對于自動光電露點儀是由設計決定的,而對于手控制冷量的露點儀則是操作中的問題。因為冷源的冷卻點、測溫點和鏡面間的熱傳導有一個過程并存在一定的溫度梯度。所以熱慣性將影響結露(霜)的過程和速度,給測量結果帶來誤差。這種情況又隨使用的測溫元件不同而異,例如由于結構關系,鉑電阻PT100感溫元件的測量點與鏡面之間的溫度梯度比較大,熱傳導速度也比較慢,從而使測溫和結露不能同步進行。而且導致露層的厚度無法控制。這對目視檢露來說將產(chǎn)生負誤差。

  另一個問題是降溫速度太快可能造成過冷。我們知道,在一定條件下,水汽達到飽和狀態(tài)時,液相仍然不出現(xiàn),或者水在零度以下時仍不結冰,這種現(xiàn)象稱為過飽和或過冷。對于結露 (或霜)過程來說,這種現(xiàn)象往往是由于被測氣體和鏡面非常干凈,乃至缺少足夠數(shù)量的凝結核心而引起的。HP32手持表在實驗中突出,如果一個高度拋光的鏡面并且其干凈程度合乎化學要求,則露的形成溫度要比真實的露點溫度低幾度。

  過冷現(xiàn)象是短暫的,共時間長短和露點或霜點溫度有關。這種現(xiàn)象可以通過顯微鏡觀察出來。解決的辦法之一是重復加熱和冷卻鏡面的操作,直到這種現(xiàn)象消除為止。另一個解決辦法是直接利用過冷水的水汽壓數(shù)據(jù)。并且這樣作恰恰與氣象系統(tǒng)低于零度時的相對濕度定義相吻合。

  由上可見,無論是從熱慣性或過冷現(xiàn)象來考慮,降溫速度都不宜太快,如果超過合理范圍,則降溫速度愈快,熱慣性也愈大,露點測量的誤差就愈大,也越容易出現(xiàn)過冷。降溫速度一般通過實驗來確定。

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