在高湿度条件下，对潮湿空气热力学状态参数测量方法的实验研究

《Chemical Engineering Journal》：Experimental investigation on measurement method of thermodynamic state parameters of humid air in high-humidity conditions

　　

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  开发了一种用于高精度湿度测量的动态补偿方法。
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  建立了一个实验系统来验证一种新型的自适应湿度仪器。
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  该方法在高湿度环境下可将湿度测量精度提高至14.85%。
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  分析了水温和液气比对测量精度的影响。
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  动态补偿有效克服了RH值超过90%时传感器的灵敏度下降问题。

章节摘录

术语表

希腊字母dai入口n喷嘴real实际值s饱和theo理论值w水

罗马字母
m	质量流量，kg/s
mr	液气比，mw/mda
p	压力，Pa
t	时间，s
T	温度，°C
d	湿度比，kg/kg
?	差值
Δp	悬浮凝结相的等效蒸汽压贡献，Pa
φ	相对湿度，%
ε	相对偏差
下标
干空气
v	蒸汽

实验原理

下降膜加湿实验的核心原理是利用流动的液膜与空气之间的直接接触，通过质量传递和热量传递过程增加空气中的湿度。如图1所示，下降膜加湿动态湿度补偿系统由三个主要模块组成：核心功能模块、流体分配和控制模块以及测量和结构支撑模块。

系统稳定性验证

为了确保实验结果的可靠性和稳定性，在以下操作条件下进行了三次重复实验以验证系统的稳定性：入口水温度为40°C，入口空气温度为35°C，入口空气流量为56 m³/h，喷嘴直径为2.4 mm。每次实验的平均值被作为每种条件的最终结果，并计算了标准偏差。如图3所示，实验

入口水温度的影响

为了研究入口水温度对动态湿度补偿方法测量精度的影响，将入口空气温度固定在35°C，入口空气流量设为56 m³/h，液气比设为1，喷嘴直径设为2.4 mm，同时将入口水温度从40°C变化到50°C。在这些条件下的实验结果如图5a所示：随着入口水温度从40°C升高到50°C，仪器读数

结论与未来展望

本文解决了在高湿度环境下进行下降膜加湿过程中湿度测量的显著偏差和热力学状态检测不清晰的问题。开发了一种新型的自适应温度和湿度仪器以及动态湿度补偿方法，用于高精度测量湿空气的热力学状态参数。结论如下：

• (1)
  一种用于空气-水下降膜的实验测试系统

CRediT作者贡献声明

陈俊杰：撰写——原始草稿，项目管理，方法论，调查，资金获取，正式分析，数据管理，概念化。秦佳豪：监督，软件，方法论，调查，正式分析。 Dou龙伟：可视化，验证，软件，调查。张天辉：监督，软件，调查。丁昌：项目管理，资金获取。张芳芳：撰写——审阅和编辑。张德海：资源支持。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文报告工作的财务利益或个人关系。

致谢

作者衷心感谢以下机构的财政支持：国家自然科学基金（CN）（项目编号：52506197）河南省科技研究项目（CN）（项目编号：242102320197 和 262102321086）河南省高等院校重点研究项目（CN）（项目编号：25A470002）教育部流体与动力机械重点实验室开放研究课题（项目编号：LTDL-2025006）以及博士

陈俊杰|秦佳豪|Dou龙伟|张天辉|丁昌|张芳芳|张德海