物理学定义
露点:在固定气压之下,空气中所含的气态水达到饱和而凝结成液态水所需要降至的温度,称为露点温度,简称露点。也就是当空气中水汽含量不变, 气压一定时, 使空气冷却达到饱和时的温度,此时空气的相对湿度达到100%。
霜点:在固定气压之下,空气中所含的气态水达到饱和而直接凝华成固态的冰所需要降至的温度,称为霜点温度,简称霜点。当空气中的水汽不经过液态水的中间状态,直接从气态转变为固态冰时,此时的温度就是霜点,此时空气对于冰面来说达到饱和状态。
应用场景不同
露点
一般湿度控制场景:在一些对湿度要求不是极其严苛,且环境温度通常在0℃以上的工业场景中,如普通的食品加工车间、药品储存仓库等,主要关注露点温度。通过控制露点温度来确保环境湿度适宜,防止食品受潮变质、药品吸潮失效等。
空调与通风系统:用于确定空气处理过程中是否会出现冷凝现象,以设计合适的空调系统参数,保证系统运行效率和室内空气质量。比如,根据室外空气的露点温度来调整空调的制冷量和除湿量,避免在管道和室内表面产生凝结水,防止霉菌滋生和设备损坏。
霜点
低温冷冻与冷藏领域:在冷库、冷链运输等低温环境中,需要关注霜点。因为在这些场景下,温度通常低于0℃,空气中的水汽会直接凝华成霜,可能会影响货物的质量,如使食品表面冻伤、影响药品的稳定性等,也可能会对制冷设备造成损害,如堵塞管道、降低制冷效率等。
航空航天与高端电子制造:在航空航天领域,飞机的高空飞行环境温度极低,飞机的机翼、机身等部件表面可能会出现结霜现象,影响飞行安全和性能,因此需要精确测量和控制霜点。在高端电子制造中,如芯片制造的超净间,对环境湿度和温度要求极高,当温度低于0℃时,霜点的控制至关重要,以防止水汽凝华对精密电子元件造成损害。
测量仪器及方法选择有别
露点
测量仪器:常用的有露点变送器、冷镜式露点仪、电容式露点仪等。
测量方法:例如冷镜式露点仪,通过冷却镜面,使被测气体中的水汽在镜面上凝结,当出现凝结现象时,测量镜面的温度即为露点温度。这种方法适用于测量常温及较高湿度下的露点温度,精度较高。
霜点
测量仪器:一般需要使用能够测量极低温度且精度较高的仪器,如低温冷镜式霜点仪、基于光学原理的霜点测量仪等。
测量方法:低温冷镜式霜点仪在测量霜点时,同样是冷却镜面,但需要将镜面温度降低到更低的水平,使水汽直接凝华成霜,通过检测霜的形成来确定霜点温度。
对工业过程的影响不同
露点
腐蚀问题:如果露点温度控制不当,在一些工业管道和设备表面可能会形成液态水,这些液态水可能会与空气中的氧气、二氧化碳等气体结合,形成腐蚀性介质,对金属管道和设备造成腐蚀,缩短设备使用寿命。
产品质量问题:在纺织、造纸等行业,露点温度过高会导致空气湿度偏大,使纤维、纸张等材料受潮,影响产品的强度、韧性等物理性能,还可能导致产品发霉、变色等。
霜点
堵塞与性能下降:在气体输送管道中,当气体温度低于霜点时,水汽会凝华成霜,附着在管道内壁,随着时间的积累,可能会导致管道堵塞,增加气流阻力,降低输送效率。在制冷系统中,蒸发器表面结霜会降低热交换效率,增加能耗,影响制冷效果。
材料性能改变:在一些金属加工和热处理工艺中,当环境温度低于霜点时,金属表面可能会结霜,霜中的水分会影响金属的热处理效果,导致金属材料的硬度、韧性等性能发生变化,影响产品质量。