連通管濕度信號的傳遞特性研究.pdf

1、很多珍貴文物的陳列和存儲空間對于空氣濕度的控制品質(zhì)要求很高，但出于文物安全、陳列效果及控制設(shè)備維護(hù)等方面的考慮，濕度傳感器不宜安裝在陳列或存儲空間內(nèi)，而是安裝在與陳列或存儲環(huán)境相通的連通管內(nèi)。本文針對文物柜中連通管的使用導(dǎo)致的濕度信號時滯現(xiàn)象，研究連通管濕度信號的傳遞特性隨連通管特征尺寸的變化，為濕度控制器提供正確的控制參數(shù)。
　　首先結(jié)合水蒸氣通過另一靜止組分空氣的擴(kuò)散基本理論，建立連通管內(nèi)水蒸氣-空氣二元?dú)怏w組分?jǐn)U散的等效穩(wěn)態(tài)

2、擴(kuò)散模型，采用擴(kuò)散管法測定其等效擴(kuò)散系數(shù)。結(jié)果表明，等效擴(kuò)散系數(shù)隨溫度和連通管管徑的增大而增大，并逐漸接近自由擴(kuò)散系數(shù);管長的變化對其基本無影響。為了克服上述穩(wěn)態(tài)方法測試周期過長的缺點(diǎn)，建立了非穩(wěn)態(tài)濕度傳遞的模型，根據(jù)濕度隨時間的變化反演連通管內(nèi)水蒸氣-空氣等效擴(kuò)散系數(shù)，即將等效擴(kuò)散系數(shù)作為優(yōu)化變量，用有限差分法獲得當(dāng)前穩(wěn)定的瞬時濕度場;將有效測試時間內(nèi)的模擬值與實(shí)驗(yàn)值之間的殘差作為目標(biāo)函數(shù)，并通過其極小化的過程獲得等效擴(kuò)散系數(shù)的最優(yōu)解

3、，得到的等效擴(kuò)散系數(shù)與穩(wěn)態(tài)方法結(jié)果相符。
　　通過求解非穩(wěn)態(tài)濕度傳遞的模型得到不同連通管特征尺寸下的濕度傳遞滯后時間和時間常數(shù)，結(jié)果顯示，連通管濕度傳遞的滯后時間隨連通管管長的增大而線性增大，時間常數(shù)隨連通管管徑的增大指數(shù)規(guī)律減小，可以通過減小管長和選擇合理的管徑來降低時滯對濕度控制系統(tǒng)的影響。
　　建立連通管傳遞函數(shù)并通過非穩(wěn)態(tài)響應(yīng)曲線求解，將仿真曲線和現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線進(jìn)行比較，結(jié)果表明從陳列或存儲環(huán)境到連通管的濕度信號傳