为了实现珍贵文物的长期保存,博物馆需要根据文物种类进行不同的温湿度设置。同时,文物有外出展览的需求,因此小型独立恒湿展柜应运而生。小型文物恒湿展柜的温度是通过博物馆空调系统进行调节,而湿度的控制是通过空气与水直接接触的方式实现,由于展柜存在水蒸气泄露的现象,需要不断向展柜水箱补充水分。人工加水存在着一定的安全隐患,而空气中的水分取之不尽用之不竭,可以作为自动取水装置的水源。针对空气取水装置,大多基于制冷结露法进行取水,存在能耗高、效率低的缺点,且设备体积较为庞大,因此不适用于博物馆中的小型恒湿展柜。本文基于博物馆部分文物独立展出的特殊需求,并综合考量了各种空气取水方法的优缺点,提出了一种基于复合吸附剂的小型内热式空气取水装置,其具备小巧轻便、结构紧凑、能耗较低等特点,可满足博物馆展柜自动补水需求,并基于该装置展开了以下工作:(1)结合博物馆小型恒湿展柜的补水需求和结构特征,提出了基于吸附原理的空气取水方法,阐述了吸附式空气取水装置吸附阶段和脱附阶段的工作原理。从理论层面分析环境温湿度对于吸附量、冷凝温度对于最终取水量的影响,结果表明:环境湿度越大、温度越低,装置的吸附量越大;冷凝温度越低,理论取水量越大。(2)基于空气取水装置小型化、低能耗的设计要求,针对装置的主要部件进行了结构设计和优化。对比内热式吸附器和外热式吸附器的温度分布,选择了内热式径向流吸附器作为吸附器的形式;设计了蓄水池的导流结构,通过模拟分析得到导流结构对于装置内部阻力分布的影响;针对装置散热器进行重点设计,提出了采用针肋的方式进行散热,兼备结构紧凑和散热效率高的优点,分析了散热器针肋排布方式和针肋结构尺寸对于散热效果的影响。(3)制备了活性氧化铝与吸湿性盐复合的吸附剂,并搭建了基于复合吸附剂的空气取水装置。测量不同吸附剂的吸附性能及在不同加热功率下的取水量,结果表明:氯化锂/氧化铝复合吸附剂取水性能优于同浓度的氯化钙/氧化铝复合吸附剂;复合吸附剂的取水量随着吸湿性盐浸渍浓度的升高而增大,最优的复合吸附剂取水量较普通活性氧化铝提升约2倍;当加热功率低于18W时,空气取水装置无法实现取水,且周期取水量随着加热功率的增大而增大。最终根据复合吸附剂的循环时间及周期取水量,验证了基于复合吸附剂的空气取水装置的可行性。