江蘇辰銘建議在低濕度應(yīng)用中使用露點(diǎn)/霜點(diǎn)溫度(Td/f)測量輸出。本指南解釋了露點(diǎn)溫度和霜點(diǎn)溫度這兩個(gè)術(shù)語的含義，并介紹了二者的區(qū)別。
了解這兩個(gè)參數(shù)并知道何時(shí)使用它們非常重要，因?yàn)楣I(yè)界通常使用露點(diǎn)溫度這個(gè)術(shù)語，但實(shí)際上要測量的是霜點(diǎn)溫度。
一.露點(diǎn)溫度
露點(diǎn)溫度(Td)通常指使水氣凝結(jié)成液態(tài)水時(shí)氣體必須冷卻到的溫度。雖然這種解釋在科學(xué)上并不正確，但大致可以概括其原理。任何溫度下，空氣可容納的水汽量都存在一個(gè)最大值。這個(gè)最大值被稱為飽和水汽壓力。水汽量超出這個(gè)值會(huì)導(dǎo)致冷凝。此外，當(dāng)溫度達(dá)到露點(diǎn)溫度時(shí)，相對濕度為100%rh。
下圖為窗戶上發(fā)生凝結(jié)的示例。由于窗戶的溫度較低，局部溫度低于空氣露點(diǎn)溫度，導(dǎo)致水氣凝結(jié)。因此，窗戶溫度較低的部分會(huì)形成水滴。
請記住，在溫度高于冰點(diǎn)0°C時(shí)，飽和水氣壓力(Pws)的計(jì)算始終以與水面處于平衡狀態(tài)的水氣為基準(zhǔn)。這意味著對應(yīng)的參數(shù)是露點(diǎn)溫度。
二.霜點(diǎn)溫度
與露點(diǎn)溫度類似，霜點(diǎn)溫度(Tf)也可以地簡單地理解為要使水氣凝結(jié)成冰霜?dú)怏w必須冷卻到的溫度。當(dāng)溫度低于冰點(diǎn)0°C時(shí)，應(yīng)選霜點(diǎn)溫度。此外，霜點(diǎn)溫度通常用于需要極低溫度和干燥條件的應(yīng)用，例如壓縮空氣系統(tǒng)、冰箱和鋰電池制造。
下面繼續(xù)用窗戶舉例，在下圖中可以看到霜點(diǎn)溫度對窗戶的影響。從圖中可以看到，窗戶表面有霜和冰晶。此時(shí)，窗戶的表面溫度降低到空氣的霜點(diǎn)溫度以下，導(dǎo)致空氣中的水氣凝結(jié)并凍結(jié)，在窗戶表面形成霜。換句話說，這種情況的發(fā)生是因?yàn)榕c窗戶接觸的空氣出現(xiàn)局部水氣飽和，過量的水氣凝結(jié)成霜或冰。
三.應(yīng)使用哪個(gè)參數(shù)——露點(diǎn)溫度還是霜點(diǎn)溫度
在前面的章節(jié)中，我們明確說明了露點(diǎn)溫度用于描述空氣中的水分開始凝結(jié)為露水的溫度，以及霜點(diǎn)溫度用于描述空氣中的水分開始凝結(jié)為霜或冰的溫度。
您在什么情況下應(yīng)該選擇霜點(diǎn)溫度？在溫度降至零下的自然狀態(tài)或工藝過程中，水會(huì)是液體還是冰？在大多數(shù)情況下，水會(huì)結(jié)冰，因此霜點(diǎn)溫度更具代表性。
下圖明確展示了何時(shí)測量正確的參數(shù)。按照經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)測量溫度低于0°C時(shí)，應(yīng)使用霜點(diǎn)溫度，反之，當(dāng)測量溫度高于0°C時(shí)，應(yīng)使用露點(diǎn)溫度。
為了獲得準(zhǔn)確的過程，必須了解應(yīng)使用哪個(gè)輸出參數(shù)。觀察壓縮空氣系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)，霜點(diǎn)溫度通常約為-40°C。這相當(dāng)于約-44°C的露點(diǎn)溫度。對于這些示例值，錯(cuò)誤的參數(shù)會(huì)導(dǎo)致大約4°C的誤差。
我們再舉一個(gè)例子，產(chǎn)品數(shù)據(jù)表中注明，在惡劣寒冷的溫度下，霜點(diǎn)溫度應(yīng)約為-54°C，相當(dāng)于24 ppm(v)。要快速輕松地查明這些值是指霜點(diǎn)溫度還是露點(diǎn)溫度，可以使用維薩拉的在線濕度計(jì)算器。與其他計(jì)算器不同，維薩拉濕度計(jì)算器還可以計(jì)算壓力的影響。此功能在計(jì)算露點(diǎn)溫度時(shí)非常有用，因?yàn)槁饵c(diǎn)溫度與壓力相關(guān)：壓力越高，露點(diǎn)溫度越低。在某些情況下，需要將露點(diǎn)溫度轉(zhuǎn)換為霜點(diǎn)溫度，或者將霜點(diǎn)溫度轉(zhuǎn)換為露點(diǎn)溫度，這同樣可以使用維薩拉濕度計(jì)算器來實(shí)現(xiàn)。
我們使用24 ppm(v)作為輸入值進(jìn)行計(jì)算，氣壓為1013.25 hPa。可以得出霜點(diǎn)溫度為-54°C，露點(diǎn)溫度為-58°C。計(jì)算出的霜點(diǎn)溫度等于初始值-54°C，因此指的是霜點(diǎn)溫度。
通過了解霜點(diǎn)溫度和露點(diǎn)溫度之間的區(qū)別以及何時(shí)使用每種溫度，可以針對不同應(yīng)用中的濕度控制做出更明智的決策。這樣有助于確保設(shè)備安全有效地運(yùn)行，并確保產(chǎn)品在良好條件下儲(chǔ)存或加工。
