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高低溫試驗箱的結露產生與防止
高低溫試驗箱的結露產生與防止
結露是我們日常生活中很普遍的現象，比如說，在夏天炎熱的環境下，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“冒汗”的現象，這是空氣中的水蒸汽在瓶壁上凝結的結果，也就是我們說的結露現象。在大自然中也會出現這種結露的現象，例如在清晨出現的露水，在冬季出現的大霧、下雪的天氣。
我們使用溫濕度試驗箱對電子產品進行溫濕度試驗，就是模擬試驗溫濕度環境的改變對電子產品特性的影響。在進行溫濕度試驗時，由于溫濕度環境的改變就有可能會在溫濕度試驗箱內部出現結露現象。然而許多電子類產品在進行溫濕度試驗時，在產品的表面產生結露或者在溫濕度試驗箱內部結露產生的水滴會對試驗中的產品產生損壞，因此不允許出現結露的現象。為了避免結露對試驗樣品造成損壞，我們必須充分了解結露現象，了解結露產生的原因，采取正確的方法避免結露現象的存在。
結露的產生
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，達到飽和狀態。如果再增加水分，即將以水滴狀態凝結而從濕空氣中分離出來。這時水蒸汽的分壓力是對應于溫度t的條件下的極限值，相當于溫度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，也達到了飽和狀態。如再冷卻，也將有水滴析出。B點的溫度即對應于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，使濕空氣變為飽和空氣的那點溫度。
舉例來說，假設有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到飽和。但是，在20℃的狀態下，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，即使濕空氣本身沒有達到過飽和，而與濕空氣接觸的物體、空隙部位、表面及內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成水而變成水滴。也就是出現了結露現象。即使接觸到的比濕空氣飽和溫度低一點點的物體，結露也會發生。
3. 結露的對策
我們使用溫濕度試驗箱對試驗樣品進行溫濕度試驗。溫濕度試驗箱主要由制冷系統，加熱系統，控制系統，濕度系統，空氣循環系統，和傳感器系統等組成，系統方框圖見下圖
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，所以它的比容很大，分子間的距離足夠的遠，可以作為理想氣體處理，其狀態參數之間的關系可描述為：
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，可以處在過熱狀態或飽和狀態。由干空氣和過熱蒸汽組成的濕空氣稱未飽和空氣。設濕空氣的溫度為t，當其所含水蒸汽的分壓力pv低于對應與溫度t的飽和壓力ps時，則濕空氣中的水蒸汽處在過熱狀態，如圖中A點所示。此時濕空氣的密度（ ）也小于對應與溫度t的干飽和蒸汽的密度（ ）即