第三章 實驗室裝置
3.1 環境試驗室
小環境試驗室被設計用來對建材和消耗產品之各種不同類型的 樣品做檢測,試驗室的範圍可從數升到 5m3。一般而言,超過 5m3的試 驗室被認為是"大型的"。大試驗室可以去測試完整的裝置,如:傢俱。
也可以用來測試有動作的,如:噴漆。對本研究而言,小試驗室被設 計可以去對較大的材料和產品做測試,但卻不能對完全尺寸的實際材 料或實際程序作測試。
1. 構造-小環境試驗室應該要具有非吸附性、具化學惰性和拋光的 內部表面,如此可以避免與待測物之化合物發生吸附作用或產生 不必要的反應。在結構上也必須小心避免使用填隙劑或吸盤,以 免逸散或吸附揮發性有機化合物。磨亮的不鏽鋼和玻璃用作內表 面。試驗室必須要有一個不透氣且是非吸附性的門,而且空氣的
測。如果在出口的空氣中仍含有樣品,也需要在出口處設置樣品 收集器。
2. 混合-試驗室使用低速混合風扇,能讓試驗室室內的空氣獲得足 夠的混和。
2.1 混合程度的測得-評估試驗室內的空氣是否獲得足夠的混合之 方法,是在入口空氣中混入一定濃度和流量的追蹤氣體(例如:
SF6),並在試驗室出口處測量不同時間的濃度。將試驗室濃度 與時間的圖與完全混合之理想曲線作比較可得:
C=Co(1-e-Nt) (3)
其中:
C:試驗室的濃度 Co:入口濃度
N:換氣率,N=Q/V,Q=流經試驗室空氣流率,V=試 驗室的體積
t:時間
空壓機 乾燥器 潔淨器 預冷盤管
模擬氣體
加濕器 加熱器 調溫盤管
流量控制器
混合 風扇
測試室
混合
氣 相 層 析 儀
收 集 器
FID
偵測器 幫浦
圖 3-1 小型建材有機物質逸散檢測模擬室
假若測量值緊循著理想曲線,表示在試驗室中的空氣是混合良 好的。若測量值落在理想曲線的上方,則表示空氣流動時,有 短路產生且空氣是非混合良好的。短路的發生,可能是空氣的 出口、入口或兩者的位置設計不當。若測量值是落在理想曲線
實驗,應該在空無一物的試驗室內進行,而且是使用依據樣品 種類不同的惰性受質,以確保在試驗室中樣品的放置不會導致 混合的不足。
2.2 定量的的指引是在於如何獲得完全的混合。一種方法是將試驗 室的體積當作變數,迫使測量值通過理想曲線,然後根據曲線 比較實際試驗室體積和外表看見的試驗室體積。如果兩者差值
>10%是不可接受的。
2.3 表面速度-靠近待測物料表面的空氣速度會影響質傳係數,假 如想要讓邊界層的質量傳遞最大,應該使用相當高的速度(例 如:>0.3m/s),此時就需要利用風扇去加以控制沿著材料表面 流動的空氣流速。如果測試是在低速進行,那麼要小心在增加 混合程度時,不要去引起過量的待測物表面空氣流速(例如:
>0.05m/s)。
3. 溫度的控制-可將試驗室放在定溫的保溫櫃中或其他可控溫的 環境中,而入口空氣溫度的控制可以利用控溫電熱線圈。
4. 光線-小試驗室經常是在無光線下操作的,但假如要測定光線對 逸散性的影響時,可供應適當的內部照明,但要小心避免增溫。