一种多参数耦合液滴蒸发实验通道的制作方法

本发明涉及蒸发技术领域，尤其涉及的是一种可变风速、温度和压力的液滴蒸发实验平台。

背景技术：

随着对液滴蒸发过程的深入研究，工艺过程参数的精确控制对液滴蒸发过程机理的正确分析越来越重要。在蒸发过程中实时变化的液滴形态、温度及辐射度就是十分重要的工艺过程参数。但是从对国内外蒸发技术研究和蒸发设备研制的调研情况来看，目前国内外尚没有能够同时精密记录与测量在不同环境气流速度、温度和辐射强度条件下液滴形态实时变化的蒸发实验平台，现有的蒸发实验平台大都只能在改变单一变量条件下进行液滴蒸发实验，无法同时研究多参数耦合所带来的影响，实验操作复杂，不利于蒸发机理的深入研究。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种多参数耦合液滴蒸发实验通道。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种多参数耦合液滴蒸发实验通道，其特征在于：多参数耦合液滴蒸发实验通道包括风机段、调温段、增压段、整流段、稳流段和实验段，风机段、调温段、增压段、整流段、稳流段和实验段依次首尾相连形成一环形通道；试验段内设置有操作台、加热器、辐射测定仪、操作台水平设置于试验段内，辐射测定仪设置于操作台上，操作台上还设置有液滴固定装置；稳流段为空心的管状结构，在稳流段内设置有压力传感器、风速仪和热电偶；整流段内设置有整流层网；增压段安装有增压泵，增压泵的出口与增压段连通；调温段内设置有电加热装置；风机段内设置有风机。

作为对上述方案的进一步改进，在多参数耦合液滴蒸发实验通道的外层设置有保温层。

作为对上述方案的进一步改进，调温段的横截面小于风机段的横截面。

作为对上述方案的进一步改进，电加热装置选用电加热丝，电加热丝设置有不止一排，每排电加热丝之间的距离可调节。

作为对上述方案的进一步改进，试验段内还设置有升降装置，操作台设置于升降装置上。

作为对上述方案的进一步改进，在试验段的通道侧壁设置有观察窗。

作为对上述方案的进一步改进，在试验段的通道侧壁设置有操作窗，操作窗与观察窗设在通道的不同侧面，操作窗通过密封圈和螺钉与通道侧壁连接。

作为对上述方案的进一步改进，风机段、调温段、增压段、整流段、稳流段和实验段均是直管型通道，多参数耦合蒸发实验通道还包括弯形通道，弯形通道用于连接直管型通道形成闭合的环形通道，在弯形通道内设置有弯道整流隔栅，弯道整流隔栅呈圆弧状，弯道整流隔栅的曲面圆形与弯形通道的圆心位置重合。

作为对上述方案的进一步改进，稳流段中的压力传感器、风速仪和热电偶均通过设置于通道侧壁上的插孔安装。

作为对上述方案的进一步改进，风机、电加热装置和增压泵均与控制器连接，压力传感器、风速仪、热电偶和辐射测定仪均与数据采集器连接，控制器和数据采集器均与控制计算机连接。

本发明相比现有技术具有以下优点：将实验装置内的风机、电热丝和增压泵均连接于控制系统，通过采集器的信号来控制风机、加热丝和风机的功率，有助于实现蒸发室内风速、温度和压力处于稳定状态；将风速测定仪、压力传感器、热电偶和辐射测定仪与电脑相连，以便实时记录数据，方便数据的采集和后期数据分析；将辐射测定仪安装在升降操作台上并与其高度相同，以便测定蒸发过程中的辐射度变化；在弯道处设置整流格栅，使通道内气流扰动更小；整流段布置有整流层，使实验段进风更加均匀；蒸发室外壁设置玻璃窗可以实时监测蒸发过程的液滴形态变化。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

一种多参数耦合液滴蒸发实验通道，其特征在于：多参数耦合液滴蒸发实验通道包括风机段1、调温段2、增压段3、整流段4、稳流段5和实验段，风机段1、调温段2、增压段3、整流段4、稳流段5和实验段依次首尾相连形成一环形通道；试验段6内设置有操作台61、加热器62、辐射测定仪63、操作台61水平设置于试验段6内，辐射测定仪63设置于操作台61上，操作台61上还设置有液滴固定装置64；稳流段5为空心的管状结构，在稳流段5内设置有压力传感器51、风速仪52和热电偶53；整流段4内设置有整流层网41；增压段3安装有增压泵31，增压泵31的出口与增压段3连通；调温段2内设置有电加热装置21；风机段1内设置有风机11。

在多参数耦合液滴蒸发实验通道的外层设置有保温层。

调温段2的横截面小于风机段1的横截面。通道尺寸的减小能够提高气流的流速，从而增大气流与电加热装置21之间的传热效率。

电加热装置21选用电加热丝，电加热丝设置有不止一排，每排电加热丝之间的距离可调节。当改变电加热丝功率不足以实现试验要求的温度时可以适当调节电加热丝之间距离，从而达到实验条件。

试验段6内还设置有升降装置69，操作台61设置于升降装置69上。通过升降装置69来改变蒸发液滴与辐射源的距离，用于考察不同距离下液滴的蒸发情况。

在试验段6的通道侧壁设置有观察窗65。观察窗65用来对液滴的形态进行观察和测量。

在试验段6的通道侧壁设置有操作窗66，操作窗66与观察窗65设在通道的不同侧面，操作窗66通过密封圈68和螺钉67与通道侧壁连接。操作窗66可以打开，以投放实验材料和调节操作台61的相关参数。

风机段1、调温段2、增压段3、整流段4、稳流段5和实验段均是直管型通道，多参数耦合蒸发实验通道还包括弯形通道7，弯形通道7用于连接直管型通道形成闭合的环形通道，在弯形通道7内设置有弯道整流隔栅71，弯道整流隔栅71呈圆弧状，弯道整流隔栅71的曲面圆形与弯形通道7的圆心位置重合。气流流动时，在遇到弯形通道7时转弯，此时气流容易发生湍流流动，从而影响试验段6气流的稳定性，会对液膜形态有一定影响，使用弯道整流隔栅71与整流段4相结合能够最大限度的减小气流扰动。

稳流段5中的压力传感器51、风速仪52和热电偶53均通过设置于通道侧壁上的插孔安装。

风机11、电加热装置21和增压泵31均与控制器82连接，压力传感器51、风速仪52、热电偶53和辐射测定仪63均与数据采集器连接81，控制器82和数据采集器81均与控制计算机8连接。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种多参数耦合液滴蒸发实验通道，通道呈环形，包括依次首尾相连的风机段、调温段、增压段、整流段、稳流段和实验段，试验段内设置有操作台、加热器、辐射测定仪。本发明相比现有技术具有以下优点：风机、电热丝和增压泵均连接于控制系统，通过采集器的信号来控制风机、加热丝和风机的功率，有助于实现蒸发室内风速、温度和压力处于稳定状态；辐射测定仪安装在升降操作台上并与其高度相同，能测定蒸发过程中的辐射度变化；在弯道处设置整流格栅，使通道内气流扰动更小；整流段布置有整流层，使实验段进风更加均匀；蒸发室外壁设置玻璃窗可以实时监测蒸发过程的液滴形态变化。

技术研发人员：陶常法;叶庆盼;钱叶剑;周涛涛;刘晓平
受保护的技术使用者：合肥工业大学
技术研发日：2018.11.06
技术公布日：2019.01.29