一种温度与环境风速耦合条件下的蒸发实验平台的制作方法

本发明涉及实验数据测量技术领域，尤其涉及的是一种温度与环境风速耦合条件下的蒸发实验平台。

背景技术：

随着对蒸发过程的深入研究，工艺过程参数的精确控制对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物质质量、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测量物质质量实时变化和蒸发过程中辐射和温度变化的蒸发实验平台，现有的蒸发实验平台都采用间歇式测量方式来测量物料的质量变化，实验误差大，精度低，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，提供了一种温度与环境风速耦合条件下的蒸发实验平台。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种温度与环境风速耦合条件下的蒸发实验平台，包括蒸发室、加热装置、蒸发台和电子天平，蒸发台和加热装置均设置于蒸发室内，加热装置设置于蒸发台正上方，蒸发台底部设置支柱，支柱贯穿蒸发室底部与电子天平连接，其特征在于:在蒸发室的进风口处设置有热风炉和整流层，整流层设置于热风炉的下游，在蒸发室内还设置有辐射计、风速仪和热电偶，蒸发室的进风口和出风口外壁上还设置有第一电热丝。

作为对上述方案的进一步改进，在蒸发室的外壁上设置有保温层，在保温层与外壁之间设置有第二电热丝。

作为对上述方案的进一步改进，在保温层与外壁之间设置有空隙，第二电热丝设置于空隙中，第二电热丝设置有不止一根，相邻的第二电热丝之间的间距可以调节。

作为对上述方案的进一步改进，进风口的直径大于蒸发室的直径，蒸发室的直径大于蒸发室出风口的直径。

作为对上述方案的进一步改进，支柱为伸缩杆。

作为对上述方案的进一步改进，风速仪位置可调节。这样设置能顾满足实时测量不同位置的风速变化情况的需求。

作为对上述方案的进一步改进，热电偶包括设置于蒸发台上的物料热电偶和设置于蒸发室内壁上的环境热电偶。

作为对上述方案的进一步改进，在蒸发室的侧壁上设置有观察窗口。

作为对上述方案的进一步改进，环境热电偶、第二电热丝、辐射计和电子天平与测试系统连接，物料热电偶、第一电热丝、风速仪和热风炉与控制系统连接。

作为对上述方案的进一步改进，热风炉是电加热热风炉。

本发明相比现有技术具有以下优点：通过热电偶测定的温度来控制加热丝和热风炉的功率，有助于实现蒸发室内温度和风速处于稳定状态；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蒸发台上并与其高度相同，热电偶安装在蒸发台上，以便测定蒸发过程中的温度和辐射度；蒸发室进风口处与出风口处布置有整流层，使进风更加均匀；蒸发室外壁设置玻璃窗可以实时观看记录蒸发过程中物料形态的变化。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

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。

一种温度与环境风速耦合条件下的蒸发实验平台，包括蒸发室1、加热装置11、蒸发台2和电子天平21，蒸发台2和加热装置11均设置于蒸发室1内，加热装置11设置于蒸发台2正上方，蒸发台2底部设置支柱22，支柱22贯穿蒸发室1底部与电子天平21连接，其特征在于:在蒸发室1的进风口处设置有热风炉5和整流层6，整流层6设置于热风炉5的下游，在蒸发室1内还设置有辐射计4、风速仪9和热电偶，蒸发室1的进风口和出风口外壁上还设置有第一电热丝71。加热装置11用于模拟热源，热风炉5送风用于提供主要的环境热量和风速条件，第一电热丝71测试用来维持蒸发室1进口和出口的温度，尽量使蒸发室1内的温度保持恒定，物料热电偶用于测量物料在蒸发过程中温度的实时变化情况，电子天平21用于测量物料的蒸发速度，整流层6用来保持气流的稳定和均一，尽量使得模拟环境接近理想环境。

在蒸发室1的外壁上设置有保温层，在保温层与外壁之间设置有第二电热丝72。第二电热丝72用于对蒸发室1的环境温度进行补充和精确调节。

在保温层与外壁之间设置有空隙，第二电热丝72设置于空隙中，第二电热丝72设置有不止一根，相邻第二电热丝72之间的间距可以调节。通过设置间距可调的第二电热丝72，能够在功率调节范围之外对蒸发室1的温度分布进行调节和控制，以满足更多的实验条件的需求。

进风口的直径大于蒸发室1的直径，蒸发室1的直径大于蒸发室1出风口的直径。由于物料的蒸发会吸收热量，这样气体的体积会相对减小，为了补偿这一部分体积缩小对气流稳定性和气流流速的影响，对进风口和出风口的直径设置，使其能够保持气流的稳定。

支柱22为伸缩杆。伸缩杆能够用来调节蒸发台2的高度位置，从而模拟距离避免不同距离情况下的蒸发情况。

风速仪9位置可调节。这样设置能顾满足实时测量不同位置的风速变化情况的需求。

热电偶包括设置于蒸发台2上的物料热电偶31和设置于蒸发室1内壁上的环境热电偶32。物料热电偶31能够实时测量物料蒸发时其温度的变化情况，环境热电偶32则是用于测量蒸发环境的温度数据。

在蒸发室1的侧壁上设置有观察窗口12。

环境热电偶32、第二电热丝72、辐射计4和电子天平21与测试系统81连接，物料热电偶31、第一电热丝71、风速仪9和热风炉5与控制系统82连接。温度、质量损失、辐射强度等数据可作为分析蒸发特征的基础，测试系统81与控制系统82分别控制，控制系统82根据实验需求，控制和调节风洞内风速、温度，测试系统81主要用于测试燃料蒸发的温度、质量损失、辐射强度，并实时记录。

热风炉5是电加热热风炉。电加热热风炉的温度调节方便灵活，更加适合在实验测试时模拟多种不同的实验条件。

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
本发明公开了一种温度与环境风速耦合条件下的蒸发实验平台，包括蒸发室、加热装置、蒸发台和电子天平，蒸发台和加热装置均设置于蒸发室内，加热装置设置于蒸发台正上方，蒸发台底部设置支柱，支柱贯穿蒸发室底部与电子天平连接，其特征在于:在蒸发室的进风口处设置有热风炉和整流层，整流层设置于热风炉的下游，在蒸发室内还设置有辐射计、风速仪和热电偶，蒸发室的进风口和出风口外壁上还设置有第一电热丝。本发明相比现有技术具有以下优点：蒸发室内温度和风速处于稳定状态；方便数据的采集和后期数据分析；实时测定蒸发过程中的温度和辐射度；可以实时观看记录蒸发过程中物料形态的变化。

技术研发人员：陶常法;钱叶剑;李光宇;孟顺;汪陈芳
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：2019.02.01