Солевой генератор влажного воздуха Советский патент 1980 года по МПК G01W1/11 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для испытания и градуировки различных типов гигрометров. Известны гигростаты, в которых уменьшение разности температур раствора соли и воздуха осуществляется при менением в кассете экранирующей перегородки, отделяющей основную массу раствора соли от полезного объема рабочей камеры fil. В этом случае в установлении гигротермического равновесия участвует толь ко незначительная часть раствора. Поэтому в условиях монотонно изменяющейся -температуры воздуха в рабочей камере гигростата температура раствора практически выравгавается с температурой шфкулирующего в гигростате воздуха и, в зависимости от типа прим кяемого раствора соли, находится в пре делах 0,03-0,4 С. Уменьшению разност температур также способствует понижение скорости роста температуры воздуха до 0,4Яз/час, достигнутое благодаря применению т шоизоляции рабоч камеры (пассивное термостатированке). В таких гигростатах насыщенные растворы соли готовятся при температуре окружающего воздуха, а затем помешаются в рабочуй гигростата, которая может иметь более высокую температур РУ. Так как в этом случае растворимость соли увеличивается, то в гигростате . возникает псйгреигаость, вызванвая-пере ходом раствора в венасышекное состояние. Известны солевые гигростаты с вынесенными кассетами, в которых сохранение насыщенного состояния раствора обеспечивается аут&л его интенсивного перемешивания 2). Очевидно, что в таких гигростатах появляется необходимость измерения с высокой точностью разности температур паровоздушной смеси на выходе вз кассеты и в рабочей камере.

В этом случае погрешность измерения разности температур будет определяться классом (точностью) используемых средств измерения температуры. Солевые гигростаты с вынесенными кассетами являются сложными устройствами.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности является солевой генератор, содержащий термостатируемую рабочую камеру с воздуховодом, средство для перемешивания воздуха и съемную кассету с раствором соли з.

Известный генератор (гигростат) обладает рядом существенных недостатков:

кассета выполнена из теплоизоляционного материала, что, в сочетании со зна чительной массой раствора, имеющего

высокую теплоемкость, является причиной большой инерционности протекающих в гигростате гигротермических процессов, а следовательно, и появления разности температуры раствора соли к воздуха;

кассета с насыщенным раствором соли установлена непосредственно на дно рабочей камеры, что при наличии постоянной разности температур стенок (дна) рабочей камеры и воздуха также обуспав лйвает появление недопустимой по величине разности температур раствора соли и воздуха, циркулирующего в рабочей камере гигростата;

реверсирование циркулирующего в

рубашке гигростата потока воздуха, применяемого для устранения градиента температур по ходу его движения, в также перемешивание воздуха в полезном объеме рабочей камеры путём скрещивани воздушных потоков, движущихся у ее . боковых стенок, существенно усложняет конструкцию гигростата и не обеспечиввает необходимой равномерности поля температур в рабочей камере ввиду тепловой инерционности стенок рубаипш камеры и недостаточной чувствительности первичных преобразователей температуры регулятора.

Целью изобретения является исключение . .разности температур раствора соли и воздуха и обеспечение высокой равномерности поля температур в полезном объеме рабочей камеры гигростата.

С целью исключения разности темпоратур воздуха и раствора соли, кассе та, установлена в воздуховоде на его боковых стенках, теплоизолирована

от 1ШХ и с нижней сторо шт снабжрнч продольными металлическими ребрами.

Для исключения погрешности, обуспов ленной переходом раствора соли в ненасьпценное состояние при повыигении его температуры, в предлагаемом гигростате раствор используется в виде тонкого слоя увлажненных кристаллов соли. В этом случае, с повышением растворимости соли, изменяется лишь соотношение кристаллов соли и раствора, а раствор соли благодаря молекулярной диффузии восстанавливает свое насьпденное состояние.

В предлагаемом гигростате кассета установлена в воздуховоде внутри полезного объема, имеющего высокую равномерность поля температуры и скорости воздушного потока. .При таком положении кассеты сохраняются одинаковые условия теплообмена во всех точках ее поверхности, что обеспечивает высокую равномерность температуры активной поверхности раствора соля.

Применение ребер позволило развить поверхность кассетъг и интенсифицировать ее теплообмен с циркулирующим в рабочей камере воздухом. Благодаря тому, что кассета изготовлена из тонкого металлического листа, теплоизолирована от воздуховода и вместе с раствором соли имеет малую теплоемкость, ее температура, а следовательно, и температура раствора, практически совпадает с темперауурой воздуха, обдувающего кассету. Поэтому в предлагаемом гигростате значение разности температур воздуха и раствора соли в основном определяется величиной неравномерности поля температур воздуха в полезном объеме рабо-; чей камеры.

Высокая равномерность поля температур воздуха, циркулирующего в полезно рбъеме рабочейкамеры, в предлагаемом гигростате достигается благодаря применению пластины, с установленным на ней электронагревателем. Пластина расположена между задней стенкой рабочей камеры и холодным спаем термобатареи и изготовлена из металла высокой теплопроводности. Применение пластины с электронагревателем, имеющей тепловой контакт с холодным спаем термобатареи, позволило cyKfMHpoaan. тепловые потоки (выделяемой электронагревателем и поглощаемой термобатареей) и получить в месте ее контакта со ст5,енкой рабочей камеры равномерное температурное поле с температурой, практически равной заданной температуре термос татирования. Равенство температур пластины и температуры те мостатирования исключает возникновение температурных градиентов вдоль стенок рабочей и тем самым, при установившемся тепловом режиме, устраняет источник неравномерности поля температур воздуха в ее полезном объеме. Приведенные существенные отличия дают возможность довести разность температур раствора соли и воздуха до пренебрежимо малой величины, а также обеспечить равномерное поле темперагуры в полезном объеме рабочей камеры гигростата. На чертеже изображены общий вид предлагаемого гигростата (фиг. t) и разрез А-А (фиг.2). Гигростат представляет собой термостатируемую рабочую камеру 1, в полезном объеме которой помещается кассета 2. Кассета изготовлена из тонкого металлического листа, на нижней стороне которого расположены продольнъге ребра 3, а внутренняя сторона покрыта тонким слоем, увлажненных кристаллов соли 4. Увеличение поверхности кассеты за счет применения ребер позволило интенсифицировать теплообмен . кассеты с воздухом и тем самым обеспечить вы равнивание ее температуры с температу рой циркулирующего воздуха. Кассета установлена на направляющие 5, изготов ленные из теплоизоляционного материала и расположенные внутри полезного объ& на стенках воздуховода 6. Воздуховод обеспечивает направленное движение шфкулирующегч) в гигростате потока воздуха. Для перемешивания воздуха в рабочей камере гигростата применен вентилятор приводимый в движение электродвигателем 8. На задней стенке рабочей камеры закреплена металлическая пластина 9 с установленным на ней электронагревателем Ю. Электронагреватель подключен к автоматическому регулятору темпера турьг 11. Термостатирование в гигростате осуществляется регулированием мощности электронагревателя при постоянной хо - лодопроизводительности генератора холода. В качестве л енератора холода использована термобатарея 12, установлен ная на внешней стороне пластины. При таком расположении электронагревателя И термобатареи температура пластины устанавливается практически равной температуре термостатирования гигростата, что позволяет исключить градиенты температур вдоль стенок рабочей камеры. Принудительный отвод тепла с горячих спаев термобатареи осуществляется радиатором 13, обдуваемым вентилятором 14. рабочая камера гигростата снабжена съемной дверцей 15. Уплотнение рабочего объема гигростата осуществляется с помощью резиновой прокладки и винтов 16. Конструкция винтов обеспечивает надежный тепловой контакт внуфенней стенки дверцы со стенками рабочей камеры, flnv подключения поверяетлых гигрометров на дверце рабочей камеры установлены клем-. мы 17. Первичные преобразователи гигро метров 18 размещаются на полке 19, закрепленной на внутренней стороне дверцы. В нижней части дверцы находится уплотняемое крышкой 20 окно, через которое осуществляется замена кассеты без снятия дверцы. Благодаря этому смена кассет практически не оказывает влияния на установившийся температурный режим гигростата. Измерение температуры в рабочей камере производится с термометра 21. Предлагаемый гигростат работает следующим образом. Исследуемые первичные преобразователи гигрометров 18 при открытой дверце 15 устанавливаются на полке 19, а их коммутационные провода подсоединяют ся к клеммам 17. Затем в полезный объем рабочей камеры помшцается кассета 2 с насьшенным раствором соли, тип которой определяется требуемым значением относительной влажноста или точки росы. Далее рабочий объем уплотняется дверцей, после чего включаются схема термостатировання и устройство для перемешивания воздуха. , Необходимая стабильность т&лпературы воздуха вгигростате поддержквается с помощью автоматических регуляторов температуры II. После достиж ения riirporef Mii4ecKoro равновесия по терм яметру 21 определяет ся температура воздуха, циркулирующего в рабочем объеме гигростата. Значение влажности, устанавливающейся в гигротате, определяется по измеренной темературе и графикам зависимости равно