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冷鏡式精密露點(diǎn)儀設計中要著(zhù)重考慮直接影響結露過(guò)程熱質(zhì)交換的各種因素,這個(gè)原則同樣適用于自動(dòng)化程度不太高的露點(diǎn)儀器操作條件的選擇。這里要討論的是鏡面降溫速度和樣氣流速問(wèn)題。被測氣體的溫度通常都是室溫。因此當氣流通過(guò)露點(diǎn)室時(shí)必然要影響體系的傳熱和傳質(zhì)過(guò)程。當其它條件固定時(shí),加大流速將有利于氣流和鏡面之間的傳質(zhì)。特別是在進(jìn)行低霜點(diǎn)測量時(shí),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(huì )造成過(guò)熱問(wèn)題。這對制冷功率比較小的冷鏡式精密露點(diǎn)儀尤為明顯。流速太大還會(huì )導致露點(diǎn)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(diǎn)測量中選擇適當的流速是必要的,流速的選擇應視制冷方法和露點(diǎn)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(jìn)入露點(diǎn)室之前進(jìn)行預冷處理。在露點(diǎn)測量中鏡面降溫速度的控制是一個(gè)重要問(wèn)題,對于自動(dòng)
冷鏡式精密露點(diǎn)儀是由設計決定的,而對于手控制冷量的露點(diǎn)儀則是操作中的問(wèn)題。因為冷源的冷卻點(diǎn)、測溫點(diǎn)和鏡面間的熱傳導有一個(gè)過(guò)程并存在一定的溫度梯度。所以熱慣性將影響結露(霜)的過(guò)程和速度,給測量結果帶來(lái)誤差。這種情況又隨使用的測溫元件不同而異。
另一個(gè)問(wèn)題是降溫速度太快可能造成“過(guò)冷”。我們知道,在一定條件下,水汽達到飽和狀態(tài)時(shí),液相仍然不出現,或者水在零度以下時(shí)仍不結冰,這種現象稱(chēng)為過(guò)飽和或“過(guò)冷”。對于結露(或霜)過(guò)程來(lái)說(shuō),這種現象往往是由于被測氣體和鏡面非常干凈,乃至缺少足夠數量的凝結核心而引起的。過(guò)冷現象是短暫的,共時(shí)間長(cháng)短和露點(diǎn)或霜點(diǎn)溫度有關(guān)。這種現象可以通過(guò)顯微鏡觀(guān)察出來(lái)。解決的辦法之一是重復加熱和冷卻鏡面的操作,直到這種現象消除為止。另一個(gè)解決辦法是直接利用過(guò)冷水的水汽壓數據。并且這樣作恰恰與氣象系統低于零度時(shí)的相對濕度定義相吻合。
由上可見(jiàn),無(wú)論是從熱慣性或過(guò)冷現象來(lái)考慮,降溫速度都不宜太快,如果超過(guò)合理范圍,則降溫速度愈快,熱慣性也愈大,露點(diǎn)測量的誤差就愈大,也越容易出現過(guò)冷。*降溫速度一般通過(guò)實(shí)驗來(lái)確定。