Câmara de teste de temperatura e umidade constante, câmara de teste de umidade alternada de alta e baixa temperatura: diferenças entre umidificação e desumidificação

Para atingir as condições de teste desejadas em uma câmara de teste de temperatura e umidade constantes, é inevitável realizar operações de umidificação e desumidificação. Este artigo analisa os vários métodos comumente usados ​​em Câmaras de teste de temperatura e umidade constantes Labcompanion, destacando suas respectivas vantagens, desvantagens e condições recomendadas para uso.

A umidade pode ser expressa de muitas maneiras. Para equipamentos de teste, a umidade relativa é o conceito mais comumente usado. A umidade relativa é definida como a razão entre a pressão parcial do vapor de água no ar e a pressão de vapor de saturação da água na mesma temperatura, expressa como uma porcentagem.

Das propriedades da pressão de saturação do vapor de água, sabe-se que a pressão de saturação do vapor de água é unicamente uma função da temperatura e é independente da pressão do ar na qual o vapor de água existe. Por meio de ampla experimentação e organização de dados, a relação entre pressão de saturação do vapor de água e temperatura foi estabelecida. Entre elas, a equação de Goff-Gratch é amplamente adotada em engenharia e metrologia e é atualmente usada por departamentos meteorológicos para compilar tabelas de referência de umidade.

Processo de umidificação

A umidificação envolve essencialmente o aumento da pressão parcial do vapor de água. O método mais antigo de umidificação era borrifar água nas paredes da câmara, controlando a temperatura da água para regular a pressão de saturação da superfície. A água nas paredes da câmara forma uma grande área de superfície, através da qual o vapor de água se difunde para dentro da câmara, aumentando a umidade relativa interna. Este método surgiu na década de 1950.

Naquela época, o controle de umidade era obtido principalmente usando medidores de condutividade de contato de mercúrio para regulagem simples de liga-desliga. No entanto, esse método era pouco adequado para controlar a temperatura de tanques de água grandes e propensos a atrasos, resultando em longos processos de transição que não conseguiam atender às demandas de testes de umidade alternados que exigiam umidificação rápida. Mais importante, pulverizar água nas paredes da câmara inevitavelmente levava à queda de gotas de água nas amostras de teste, causando vários graus de contaminação. Além disso, esse método impunha certos requisitos para drenagem dentro da câmara.

Este método foi logo substituído pela umidificação a vapor e umidificação em panela de água rasa. No entanto, ele ainda tem algumas vantagens. Embora o processo de transição de controle seja longo, as flutuações de umidade são mínimas uma vez que o sistema se estabiliza, tornando-o adequado para testes de umidade constante. Além disso, durante o processo de umidificação, o vapor de água não superaquece, evitando assim a adição de calor extra ao sistema. Além disso, quando a temperatura da água de pulverização é controlada para ser menor do que a temperatura de teste necessária, a água de pulverização pode atuar como um desumidificador.

Desenvolvimento de Métodos de Umidificação

Com a evolução dos testes de umidade de umidade constante para umidade alternada, surgiu a necessidade de capacidades de resposta de umidificação mais rápidas. A umidificação por spray não conseguia mais atender a essas demandas, levando à ampla adoção e desenvolvimento de métodos de umidificação a vapor e umidificação em bandejas de água rasa.

Umidificação a vapor

A umidificação a vapor envolve a injeção de vapor diretamente na câmara de teste. Este método oferece tempos de resposta rápidos e controle preciso sobre os níveis de umidade, tornando-o ideal para testes de umidade alternados. No entanto, ele requer uma fonte de vapor confiável e pode introduzir calor adicional no sistema, o que pode precisar ser compensado em testes sensíveis à temperatura.

Umidificação de panela de água rasa

A umidificação de panela de água rasa usa uma panela de água aquecida para evaporar a água na câmara. Este método fornece um nível de umidade estável e consistente e é relativamente simples de implementar. No entanto, pode ter tempos de resposta mais lentos em comparação à umidificação a vapor e requer manutenção regular para evitar incrustações e contaminação.

Processo de Desumidificação

Desumidificação é o processo de redução da pressão parcial do vapor de água na câmara. Isso pode ser obtido por meio de métodos de resfriamento, adsorção ou condensação. A desumidificação por resfriamento envolve a redução da temperatura da câmara para condensar o vapor de água, que é então removido. A desumidificação por adsorção usa dessecantes para absorver a umidade do ar, enquanto a desumidificação por condensação depende de serpentinas de resfriamento para condensar e remover o vapor de água.

Conclusão

Em resumo, a escolha dos métodos de umidificação e desumidificação em câmaras de teste de temperatura e umidade constantes depende dos requisitos específicos dos testes que estão sendo conduzidos. Enquanto métodos mais antigos, como umidificação por spray, têm suas vantagens, técnicas modernas, como umidificação a vapor e umidificação em panela de água rasa, oferecem maior controle e tempos de resposta mais rápidos, tornando-as mais adequadas para necessidades avançadas de teste. Entender os princípios e compensações de cada método é crucial para otimizar o desempenho da câmara de teste e garantir resultados precisos e confiáveis.