一种声场强化气流干燥与边界层测定集成实验系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于干燥技术领域，涉及气流干燥，具体是涉及一种可更换气流场与声场的气流干燥与边界层测定集成实验系统。
【背景技术】
[0002]气流干燥实验设备主要用于测定物质的干燥特性包括干燥曲线和干燥速率曲线，有助于理解物料中所含湿分的性质，把握物料干燥的基本规律。气流干燥过程的阻力主要集中在边界层。通过测量边界层的气流速度分布及温度梯度分布，可以理解边界层的定义及其在传热传质与干燥过程中的意义。气流干燥过程与气流的流场有密切关系，最新研究成果表明，改变流场对气流干燥过程作用明显。通常在气流通道中布置布风板来改变流场，也可以采用包括引入声场等方法来改变流场特性。在现有的气流干燥实验系统中，未见有与边界层测定集成的系统。也未见有可更换布风板的集成系统，也未见有通过引入声波来改变流场强化干燥过程的装置。对于现有的边界层测定系统，在测量边界层的温度梯度时，由于热风持续不断对被加热物体表面的加热作用，导致近加热物壁面的温度持续增加而使得边界层的温度梯度难以确定。现阶段也没有气流干燥与边界层测定集成在一个系统当中的。而边界层与气流干燥过程关系密切。因此，开发一种声场强化气流干燥与边界层测定集成实验系统，对于干燥系统的参数确定与边界层的确定以及测定流场及声场对干燥过程的影响在理论及工程上有着重要的意义。
【发明内容】
[0003]为解决上述问题，本发明提供了一种声场强化气流干燥与边界层测定集成系统。该系统能够在不同的干燥热空气条件下测定不同物料的干燥速率曲线;并能测定热流体在被加热物体近壁面区域的温度分布和速度分布。
[0004]本发明是通过如下技术方案予以实现的。
[0005]—种声场强化气流干燥与边界层测定集成系统，包括干燥空气循环装置、被干燥物重量测定装置及边界层测定装置，可更换的气流分布装置、可更换的声场组件装置。所述干燥空气循环装置由风机组成，所述被干燥物重量装置由安装在干燥箱上的精密天平组成，所述精密天平连接有无纸记录仪，所述风机的进口和出口分别通过进口空气循环管道和出口循环管道与干燥箱连通形成闭合回路，所述边界层测定装置由伸入气流管道中的热电阻温度计、皮托管及恒温板兼扰流板组成。
[0006]所述进口空气循环管上分别设置有蝶阀A、蝶阀B及蝶阀C。
[0007]所述出口空气循环管上设置有孔板流量计，并在孔板流量计两端有压差计。
[0008]所述出口空气循环管内还安装有电加热器。
[0009]所述热电阻温度计C与皮托管集成在同一个位移器上。
[0010]所述气流管道内设置有一块空心恒温板兼扰流板，且空心恒温板通过冷却水管与外部水源相连。
[0011]所述干燥箱上设置有热电阻温度计B。
[0012]所述干燥箱上设置有湿度传感器。
[0013]所述出口空气循环管靠近孔板流量计处设置有热电阻温度计A。
[0014]所述出口空气循环管远离孔板流量计处设置有热电阻温度计D。
[0015]所述电加热器采用电加热盘管。
[0016]本发明的有益效果是:
与现有技术相比，本发明具有如下显著特点:
(1)本发明中设置有可更换布风板的气流组织装置，气流的流场能通过更换布风板套件得到改变；
(2)本发明在气流通道侧加装有音场发生器，可通过改变音场频率及振幅影响气流场分布;
(3)空气在系统中循环，被加热后只需要补充热损失，大大节约了系统中的加热空气所需能源；
(4)边界层测定采用位移器，能实现温度和压差测量探头的微小和准确位移，并能直接读数出位移量；
(5)采用水冷却方式使恒温板温度保持恒定，有利于边界层温度分布的精确测量和边界层的确定；
(6)被干燥物的称量采取了悬挂式的称量方式，减少了气体流动对重量测定数据准确性的影响；
(7)风机的风量调节湿度调节依靠管路系统中三个蝶阀进行，实现了调节装置的简化；
(8)所有实验数据的记录及数据-时间图形绘制均可以在无纸记录仪上完成，自动化程度高。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的平面结构示意图。
[0018]图中:1-蝶阀A，2_蝶阀B，3_风机，4-蝶阀C，5_干燥箱，6-孔板流量计，7_精密天平，8-被干燥物，9-无纸记录仪，10-压差计，11-热电阻温度计A，12-热电阻温度计B，13-湿度传感器，14-热电阻温度计C，15-皮托管，16-位移器，17-热电阻温度计D，18-电加热器，19-气流管道，20-冷却水管，21-进口空气循环管，22-出口空气循环管，23-声波发生器，24-可更换分布板。25-恒温板兼扰流板。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
[0020]如图1所示，本发明所述的一种可声场强化气流干燥与边界层测定集成系统，包括干燥空气循环装置、被干燥物重量测定装置及边界层测定装置，所述干燥空气循环装置由风机3组成，所述被干燥物重量装置由安装在干燥箱5上的精密天平7组成，所述精密天平7上连接有无纸记录仪9，在使用时，被干燥物质的重量由精密天平7称重，并由无纸记录仪9记录显示;所述风机3的进口和出口分别通过进口空气循环管道21和出口循环管道22与干燥箱5连通形成闭合回路，23声波发生器设置在干燥箱5的顶端;可更换式布风板24设置在干燥箱5其中；所述边界层测定装置由伸入气流管道19中的热电阻温度计C14及皮托管15组成。所述热电阻温度计C14用于测定边界层温度分布，皮托管15用于测定边界层速度分布。本发明利用大量空气干燥物料，可维持干燥条件恒定，测定物料在恒定干燥条件下的干燥速率，得到干燥速率曲线。通过测定引入声波后物料干燥速率，考察声波对干燥过程的强化效果。干燥过程的阻力集中在被干燥物质表面的边界层，通过测定不同操作气速和气体温度下的边界层，进一步理解边界层队干燥过程的影响。；实验者也能通过该套系统掌握速度和温度边界层的定义及测量方法。
[0021]所述进口空气循环管21上分别设置有蝶阀Al、蝶阀B2及蝶阀C4