高低溫試驗(yàn)箱空氣通過開闊水面時(shí),與水面發(fā)生熱濕交換。根據(jù)水溫的不同,只能進(jìn)行顯熱交換,也可以同時(shí)進(jìn)行顯熱交換、濕交換和潛熱交換。顯熱交換是指空氣與水之間的溫差,由于熱傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射而產(chǎn)生的熱量傳遞,而潛熱交換是水蒸氣在空氣中蒸發(fā)(或凝結(jié))吸收(或釋放)汽化潛熱的結(jié)果??偀峤粨Q量是顯熱交換量和潛熱交換量的代數(shù)和。
高低溫試驗(yàn)箱中的氣流通過箱體內(nèi)淺水盤的表面,將溫度等于水面溫度的飽和空氣邊界區(qū)換為水分和熱量。當(dāng)邊界區(qū)域內(nèi)的蒸汽分子濃度大于通過氣流中的水蒸汽分子濃度時(shí),即為增濕,反之則為除濕。
在高低溫試驗(yàn)箱中,在低溫高濕條件下,加入的蒸汽和空氣未充分混合,或與箱壁接觸發(fā)生局部冷凝,不僅減少了蒸汽的加入量,而且釋放熱量,使箱內(nèi)潮濕空氣溫度升高。增加;加上前面提到的ε′>ε,所以這不是一個(gè)等溫增濕過程,箱內(nèi)的溫度會(huì)有所增加。
蒸汽加濕,如電加熱加濕,分為開式和閉式。敞開式響應(yīng)慢,常有滯后現(xiàn)象,濕度波動(dòng)大,但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠。閉式蒸汽壓力大于大氣壓,在0.1~0.3Mpa之間,無滯后現(xiàn)象,但需配減壓閥、電磁閥、排水管等,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,多用于大型人工氣候室。敞開式多用于中小型濕熱箱。
如果邊界層的溫度高于其上方空氣的溫度,熱量就從邊界層轉(zhuǎn)移到空氣中;否則,熱量就從空氣轉(zhuǎn)移到邊界層中。如果邊界層中水汽分子的濃度大于其上方空氣中水汽分子的濃度(即邊界層中水汽的分壓大于空氣中水汽的分壓),則空氣中水汽分子的數(shù)量將增加;否則,就會(huì)減少。前者稱為“蒸發(fā)”,后者稱為“冷凝”。在蒸發(fā)過程中,邊界層中還原的水蒸氣分子被跳出水面的水分子所取代;在冷凝過程中,邊界層中過多的水蒸氣分子會(huì)返回水面。