高低温湿热试验箱空气与水面直接接触的热湿交换原理

高低温湿热试验箱在低温高湿情况下，由于加入的蒸汽与空气未充分混合，或与箱壁接触而出现局部冷凝，则不仅使加入的蒸汽量减少，而且还放出热量使箱内湿空气温度上升，所以并非等温的加湿过程，箱内温度会有所升高。如用电热加湿，分为开启式及密闭式。开启式响应性较慢，常有滞后现象，故湿度波动较大，但结构简单可靠。闭式蒸汽压力大于大气压，在0.1～0.3MPa之间，无滞后，但需配有减压阀、电磁阀、泄水管等，结构复杂，多用于大型人工气候室中。开启式多用于中小型湿热箱中。当空气经过敞开的水面时，与水表面发生热湿交换。按其水温不同，可能仅发生显热交换;也可能既有显热交换，又能湿交换，同时还有潜热交换。显热交换是空气与水之间存在温差，因导热、对流和辐射作用而换热，而潜热交换是空气中的水蒸汽蒸发(或凝结)而吸收(或放出)汽化潜热的结果。总热交换量为显热交换量与潜热交换量的代数和。

空气与水面直接接触时，在贴近水面上，由于水分子作不规则运动的结果，形成了一个温度等于水面温度的饱和空气边界层，且其水蒸汽分子的浓度或水汽分压力取决于边界层的饱和空气温度。

如边界层的温度高于其上空气的温度，则由边界层向空气传热;反之则由空气向边界层传热。如边界层内水蒸汽分子浓度大于其上空气的水蒸汽分子浓度(即边界层的水蒸汽分压力大于空气的水蒸汽分压力)，则空气中的水蒸汽分子数将增加;反之则将减少。前者称为“蒸发"，后者称为“冷凝"。在蒸发过程中，边界层中减少了的水汽分子由水面跃出的水分子补充;在冷凝过程中，边界层中过多的水汽分子将回到水面。