專利名稱：溶液液滴閃蒸實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及溶液液滴閃蒸技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及溶液液滴閃蒸實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置。
背景技術(shù)：
閃蒸廣泛地應(yīng)用在制冷行業(yè)、脫鹽化工等エ業(yè)中。冷凍蒸發(fā)也應(yīng)用在食物儲(chǔ)存中。研究反應(yīng)堆冷卻劑失水事故時(shí)，也對(duì)閃蒸進(jìn)行了較深入的討論；Shin HT等報(bào)道了水滴噴射進(jìn)真空中的理論研究和實(shí)驗(yàn)上作，理論研究中采用了擴(kuò)散蒸發(fā)控制模型，液滴能達(dá)到的最低溫度和閃蒸因素尚未見報(bào)道；Hind marsh等采用冷氣流實(shí)驗(yàn)觀測(cè)了液滴閃蒸過程中水滴凍結(jié)的階段，不過他針對(duì)的是冷氣流中液滴的冷卻過程，與真空閃蒸過程不盡相同。為了更好的研究，需要建立ー個(gè)比較完善的實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置。以往ー些研究者在研究液滴閃蒸實(shí)驗(yàn)(《工程熱物理學(xué)報(bào)》中刊登的“低壓閃蒸液滴形態(tài)和溫度變化的研究”采用的裝置)時(shí)，系統(tǒng)由ー個(gè)測(cè)試罐體，ー個(gè)真空罐(O. 8m3)，一 臺(tái)真空泵，以及數(shù)采系統(tǒng)組成。真空泵與真空罐之間用.DN20內(nèi)嵌鋼絲塑料管連接；真空罐與測(cè)試罐體之間也用DN20內(nèi)嵌鋼絲塑料管連接；為使每次開啟時(shí)間一致，采用電磁閥動(dòng)作，電磁閥完全開啟時(shí)間為O. 5秒，壓カ傳感器采用3501CA絕對(duì)壓カ變送器。實(shí)驗(yàn)時(shí)在熱電偶頭部懸掛液滴，用醫(yī)用注射器調(diào)整液滴的位置并懸掛液滴，液滴靠張カ懸掛在熱電偶絲上。在熱電偶節(jié)點(diǎn)的上方粘貼O. 5mm刻度的座標(biāo)紙，用來標(biāo)定液滴直徑的大小。拍攝液滴閃蒸的變化過程用高速攝影機(jī)拍攝。此裝置外部線路較復(fù)雜，而且觀測(cè)用的儀器也只有一臺(tái)攝像機(jī)，觀測(cè)現(xiàn)象不是很清晰，另外整體裝置的結(jié)構(gòu)不夠緊湊，占用的面積較龐大，有待改善。它的工作過程開啟真空泵將罐內(nèi)的壓カ抽10預(yù)定真空度的壓力，過低時(shí)可以用通大氣的閥門加以調(diào)整。將液滴懸掛好后密封，開啟電磁閥，由于測(cè)試罐內(nèi)壓力突然降低，液滴閃蒸過程馬上開始，此時(shí)將液滴溫度、測(cè)試罐內(nèi)的壓カ與相變的過程分別用熱電偶、壓力傳感器和高速攝影機(jī)記錄下來。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型目的提供溶液液滴閃蒸實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置，旨在更加完善的研究鹵鹽溶液液滴閃蒸過程中的的影響因素如壓力、溫度、濃度配比的具體范圍和數(shù)值，掲示液滴表面?zhèn)鳠醾髻|(zhì)的規(guī)律。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案主要是溶液液滴閃蒸實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置，包括閃蒸罐11，所述閃蒸罐11的上端安裝有可放置液滴6的熱電偶5，所述閃蒸罐11的罐體本身設(shè)置有真空計(jì)I和玻璃觀察鏡7，所述拍照裝置設(shè)置于玻璃觀察鏡7 —側(cè)面，所述拍照裝置包括并聯(lián)的紅外攝像機(jī)9和高速照相機(jī)10，光源8固定于拍照裝置的上部，所述拍攝裝置還連接有計(jì)算機(jī)4，真空計(jì)I通過變送器3也連接有計(jì)算機(jī)4，所述閃蒸罐11內(nèi)部還設(shè)置多個(gè)鉬電阻測(cè)點(diǎn)，多個(gè)鉬電阻測(cè)點(diǎn)也通過變送器3連接有計(jì)算機(jī)4，所述閃蒸罐11還連接有大容積真空罐。所述玻璃觀察鏡7采用CaF2材料。[0008]所述鉬電阻測(cè)點(diǎn)的數(shù)量為10個(gè)。本實(shí)用新型與已有的液滴閃蒸實(shí)驗(yàn)裝置比較其優(yōu)點(diǎn)在于I.裝置整體的結(jié)構(gòu)緊湊，導(dǎo)線布置很規(guī)則。2.閃蒸罐觀察鏡材料為CaF2玻璃，對(duì)實(shí)驗(yàn)觀察和記錄清晰度好。3.閃蒸罐用方體比平放圓柱筒體的穩(wěn)定性好，減少環(huán)境對(duì)實(shí)驗(yàn)造成的震動(dòng)和不穩(wěn)定。4.同時(shí)采用紅外熱像儀和高速照相機(jī)兩臺(tái)設(shè)備對(duì)實(shí)驗(yàn)過程記錄,準(zhǔn)確度更高。5.光源和紅外熱像儀、照高速相機(jī)在同側(cè)，對(duì)觀察記錄較為方便。
以下結(jié)合附圖
與實(shí)施案例進(jìn)ー步說明本實(shí)用新型。圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)1.真空計(jì) 2. 10個(gè)測(cè)點(diǎn)鉬電阻 3.變送器 4.計(jì)算機(jī)5.熱電偶
6.液滴7. CaF2玻璃8.光源9.紅外攝像機(jī)10.高速照相機(jī)
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，以下對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理進(jìn)ー步詳細(xì)描述。溶液液滴閃蒸實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置，包括閃蒸罐11，所述閃蒸罐11的上端安裝有可放置液滴6的熱電偶5，所述閃蒸罐11的罐體本身設(shè)置有真空計(jì)I和玻璃觀察鏡7，所述拍照裝置設(shè)置于玻璃觀察鏡7 —側(cè)面，所述拍照裝置包括并聯(lián)的紅外攝像機(jī)9和高速照相機(jī)10，光源8固定于拍照裝置的上部，所述拍攝裝置還連接有計(jì)算機(jī)4，真空計(jì)I通過變送器3也連接有計(jì)算機(jī)4，所述閃蒸罐11內(nèi)部還設(shè)置多個(gè)鉬電阻測(cè)點(diǎn)，多個(gè)鉬電阻測(cè)點(diǎn)也通過變送器3連接有計(jì)算機(jī)4，所述閃蒸罐11還連接有大容積真空罐。所述玻璃觀察鏡7采用CaF2材料。所述鉬電阻測(cè)點(diǎn)的數(shù)量為10個(gè)。工作原理將溶液的液滴6懸掛在在閃蒸罐內(nèi)的熱電偶5結(jié)點(diǎn)處，通過調(diào)節(jié)好閃蒸罐內(nèi)壓力及真空度，使液滴6進(jìn)行瞬態(tài)閃蒸，過程發(fā)生中，通過熱電偶5來檢測(cè)液滴內(nèi)部溫度的變化，10個(gè)鉬電阻測(cè)點(diǎn)測(cè)試室內(nèi)溫度變化，通過真空計(jì)I觀測(cè)閃蒸罐內(nèi)的壓カ變化，同時(shí)利用高速照相機(jī)10還有紅外攝像機(jī)9通過CaF2玻璃觀察鏡7記錄下該液滴閃蒸過程中的形態(tài)、相態(tài)等一系列變化，并將這些記錄數(shù)據(jù)傳遞給計(jì)算機(jī)4進(jìn)行匯總記錄，并分析以便研究。本裝置可以根據(jù)液滴內(nèi)部溫度的階躍變化來判斷其溫度下降速度，掲示熱量損失，即蒸發(fā)部分的汽化吸熱量；根據(jù)液滴形態(tài)變化及速度區(qū)分水分子逃逸難度；根據(jù)液滴周圍溫度場(chǎng)變化來初歩分析水分子在罐體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)速度和軌跡。該裝置可以重復(fù)不同濃度溶液液滴的實(shí)驗(yàn)，通過觀察分析和對(duì)比之后，能夠初步判斷濃度配比對(duì)閃蒸率和閃蒸速度影響的規(guī)律性；還可以測(cè)試各種兩元或多元鹵鹽組合，經(jīng)觀察分析和對(duì)比后，能夠初步篩選閃蒸率較優(yōu)的鹵鹽組合。另外，該裝置還可以進(jìn)行當(dāng)較優(yōu)閃蒸率的多元鹽溶液確定時(shí)，不同大小粒徑的液滴閃蒸實(shí)驗(yàn)，從液滴內(nèi)部溫度和閃蒸率研究影響結(jié)晶率的關(guān)聯(lián)參數(shù)，確定粒徑對(duì)閃蒸率和溫度的影響。[0024]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施和說明書中描述的 只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.溶液液滴閃蒸實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置，包括閃蒸罐(11)，所述閃蒸罐(11)的上端安裝有可放置液滴出)的熱電偶(5)，所述閃蒸罐(11)的罐體本身設(shè)置有真空計(jì)(I)和玻璃觀察鏡(7)，所述拍照裝置設(shè)置于玻璃觀察鏡(7)側(cè)面，所述拍照裝置包括并聯(lián)的紅外攝像機(jī)(9)和高速照相機(jī)(10)，光源(8)固定于拍照裝置的上部，所述拍攝裝置還連接有計(jì)算機(jī)(4)，真空計(jì)(I)通過變送器(3)也連接有計(jì)算機(jī)(4)，所述閃蒸罐(11)內(nèi)部還設(shè)置多個(gè)鉬電阻測(cè)點(diǎn)，多個(gè)鉬電阻測(cè)點(diǎn)也通過變送器(3)連接有計(jì)算機(jī)(4)，所述閃蒸罐11還連接有大容積真空罐。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溶液液滴閃蒸實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置，其特征在于，所述玻璃觀察鏡(7)采用CaF2材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溶液液滴閃蒸實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置，其特征在于，所述鉬電阻測(cè)點(diǎn)的數(shù)量為十個(gè)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了溶液液滴閃蒸實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置，該裝置可以將兩元或多元不同濃度的混合液的液滴，在真空閃蒸罐內(nèi)的熱電偶節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行閃蒸，并且通過高速照相機(jī)、紅外熱像儀、熱電偶、及真空罐內(nèi)溫度計(jì)一系列設(shè)備來記錄該液滴形態(tài)、溫度、周圍溫度場(chǎng)的變化，過探討真空中液滴閃蒸結(jié)冰過程，利用閃蒸的機(jī)理對(duì)氣體在管內(nèi)輸送過程中，因壓力降低發(fā)生閃蒸面產(chǎn)生的冷量可通過相變物質(zhì)予以儲(chǔ)存利用；另外在海水淡化方面也利用到閃蒸的原理，即將氣壓降下來，把經(jīng)過適當(dāng)加溫的海水，送入人造的真空蒸餾室中，海水中的淡水會(huì)在瞬間急速蒸發(fā)，全部變成水蒸氣，本裝置是研究液滴真空閃蒸技術(shù)的最好途徑，能夠進(jìn)一步探索液滴閃蒸機(jī)理中的各方面影響因素。
文檔編號(hào)G01N25/12GK202453309SQ20122010472
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月19日
發(fā)明者時(shí)亞茹, 章學(xué)來, 高文忠 申請(qǐng)人:上海海事大學(xué)