對(duì)流換熱系數(shù)、對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)測(cè)試裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明實(shí)施例涉及熱力交換技術(shù)，尤其涉及一種對(duì)流換熱系數(shù)、對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)測(cè) 試裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，多數(shù)顆粒物（如糧食）為堆放存儲(chǔ)，為了避免顆粒物因儲(chǔ)藏條件而變質(zhì)，需 要定期向顆粒物中通風(fēng)。
[0003] 由于不同的顆粒物的儲(chǔ)藏條件不同，向顆粒物中通風(fēng)的參數(shù)（例如風(fēng)的溫度、濕 度、風(fēng)力強(qiáng)度等）也不同，目前，在確定向顆粒物中通風(fēng)的參數(shù)（溫度、濕度、風(fēng)力強(qiáng)度等） 之前，需要先確定顆粒物的對(duì)流換熱系數(shù)和對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，一般通過(guò)估算的方法獲取待儲(chǔ)藏的顆粒物的對(duì)流換熱系數(shù)和對(duì)流傳 質(zhì)系數(shù)，然而，通過(guò)估算的方法無(wú)法獲得準(zhǔn)確的對(duì)流換熱系數(shù)和對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種對(duì)流換熱系數(shù)、對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)測(cè)試裝置及方法，以實(shí)現(xiàn)獲 取準(zhǔn)確的對(duì)流換熱系數(shù)和對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)。
[0006] 第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種對(duì)流換熱系數(shù)、對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)測(cè)試裝置，包括： 空氣栗、加熱器、測(cè)試腔、控制器，其中，
[0007] 所述測(cè)試腔用于存放待測(cè)顆粒物，所述測(cè)試腔的頂部設(shè)置有進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口 與所述加熱器的出氣端連通，所述加熱器的進(jìn)氣端與所述空氣栗的出氣端連通，所述空氣 栗用于抽取氣體，并將從所述空氣栗的進(jìn)氣端抽取的氣體傳輸至所述加熱器，所述加熱器 用于對(duì)氣體進(jìn)行加熱，并通過(guò)所述進(jìn)氣口將加熱后的氣體傳輸至所述測(cè)試腔內(nèi)，所述測(cè)試 腔的底部設(shè)置有透氣格柵，所述通氣格柵用于將所述測(cè)試腔內(nèi)的氣體輸出；
[0008] 所述進(jìn)氣口上方設(shè)置有第一溫度傳感器，用于測(cè)試從所述加熱器輸入所述進(jìn)氣口 的氣體的第一溫度值，并將所述第一溫度值傳輸至所述控制器；
[0009] 所述透氣格柵下方設(shè)置有第二溫度傳感器，用于測(cè)試從所述透氣格柵中輸出的氣 體的第二溫度值，并將所述第二溫度值傳輸至所述控制器；
[0010] 所述控制器用于在所述第一溫度值等于所述第二溫度值時(shí)，根據(jù)第一測(cè)試時(shí)長(zhǎng)獲 取所述待測(cè)顆粒物的對(duì)流換熱系數(shù)，所述第一測(cè)試時(shí)長(zhǎng)為氣體輸入至所述進(jìn)氣口的時(shí)刻至 所述第一溫度值等于所述第二溫度值的時(shí)刻之間的時(shí)長(zhǎng)。
[0011] 如上所述的對(duì)流換熱系數(shù)、對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)測(cè)試裝置，所述裝置還包括加濕器，其 中，
[0012] 所述加濕器的進(jìn)氣端與所述空氣栗的出氣端連通，所述加濕器的出氣端與所述加 熱器的進(jìn)氣端連通，所述加濕器用于對(duì)所述空氣栗抽取的氣體進(jìn)行加濕處理，并將加濕后 的空氣輸出至所述加熱器，所述加熱器對(duì)所述加濕后的氣體進(jìn)行加熱處理；或者，所述加濕 器的進(jìn)氣端與所述加熱器的出氣端連通，所述加濕器的出氣端與所述進(jìn)氣口連通，所述加 濕器用于對(duì)加熱后的氣體進(jìn)行加濕處理，并將進(jìn)行過(guò)加熱處理和加濕處理后的氣體傳輸至 所述進(jìn)氣口；
[0013] 相應(yīng)的，在所述進(jìn)氣口的上方還設(shè)置有第一濕度傳感器，用于測(cè)試進(jìn)入所述進(jìn)氣 口的氣體的第一濕度值，并將所述第一濕度值傳輸至所述控制器，在所述透氣格柵的下方 還設(shè)置有第二濕度傳感器，用于測(cè)試從所述透氣格柵中傳出氣體的第二濕度值，并將所述 第二濕度值傳輸至所述控制器；
[0014] 相應(yīng)的，所述控制器還用于，當(dāng)所述第一溫度值等于所述第二溫度值，且第一濕度 值等于所述第二濕度值時(shí)，確定第二測(cè)試時(shí)長(zhǎng)和待測(cè)顆粒物的對(duì)流換熱系數(shù)，并根據(jù)所述 第二測(cè)試時(shí)長(zhǎng)和所述待測(cè)顆粒物的對(duì)流換熱系數(shù)獲取所述待測(cè)顆粒物對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)，所述 第二測(cè)試時(shí)長(zhǎng)為所述氣體輸入至所述進(jìn)氣口的時(shí)刻，至所述第一溫度值等于所述第二溫度 值且第一濕度值等于所述第二濕度值的時(shí)刻之間的時(shí)長(zhǎng)。
[0015] 如上所述的對(duì)流換熱系數(shù)、對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)測(cè)試裝置，所述裝置還包括氣體流量調(diào) 節(jié)閥以及氣體質(zhì)量流量計(jì)，其中，
[0016] 所述氣體流量調(diào)節(jié)閥的進(jìn)氣端與所述空氣栗的出氣端連通，用于調(diào)節(jié)從所述空氣 栗輸出氣體的流量；
[0017] 所述氣體質(zhì)量流量計(jì)與所述氣體流量調(diào)節(jié)閥的出氣端連通，用于測(cè)量單位時(shí)間內(nèi) 從所述氣體流量調(diào)節(jié)閥輸出氣體的質(zhì)量；
[0018] 相應(yīng)的，所述控制器具體用于，根據(jù)第一測(cè)試時(shí)長(zhǎng)和所述單位時(shí)間內(nèi)從所述氣體 流量調(diào)節(jié)閥輸出氣體的質(zhì)量獲取對(duì)流換熱系數(shù)，和/或，根據(jù)第二測(cè)試時(shí)長(zhǎng)、所述單位時(shí)間 內(nèi)從所述氣體流量調(diào)節(jié)閥輸出氣體的質(zhì)量獲取對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)。
[0019] 如上所述的對(duì)流換熱系數(shù)、對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)測(cè)試裝置，所述測(cè)試腔外側(cè)套設(shè)有筒形 支架，所述支架內(nèi)壁與所述測(cè)試腔之間填充有保溫材料，所述第二溫度傳感器和所述第二 濕度傳感器固定設(shè)置在所述支架的側(cè)壁上。
[0020] 如上所述的對(duì)流換熱系數(shù)、對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)測(cè)試裝置，所述加熱器或所述加濕器與 所述進(jìn)氣口之間通過(guò)通氣管道連通，所述第一溫度傳感器和所述第一濕度傳感器固定設(shè)置 在所述通氣管道的側(cè)壁上。
[0021] 如上所述的對(duì)流換熱系數(shù)、對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)測(cè)試裝置，所述測(cè)試腔頂部設(shè)置有可拆 裝的上蓋，所述進(jìn)氣口設(shè)置在所述上蓋頂部。
[0022] 如上所述的對(duì)流換熱系數(shù)、對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)測(cè)試裝置，所述加熱器和所述加濕器分 別與所述控制器相連，所述控制器還用于控制所述加熱器對(duì)氣體進(jìn)行加熱的溫度，以及所 述加濕器對(duì)氣體進(jìn)行加濕的濕度。
[0023] 如上所述的對(duì)流換熱系數(shù)、對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)測(cè)試裝置，所述加濕器包括：加濕腔、儲(chǔ) 水箱、霧化頭、隔膜栗及調(diào)速氣栗；其中，
[0024] 所述隔膜栗的進(jìn)水端與所述儲(chǔ)水箱連通，所述隔膜栗的出水端與所述加濕腔連 通，用于將所述儲(chǔ)水箱中的水抽至所述加濕腔；
[0025] 所述霧化頭位于所述加濕腔中，用于對(duì)所述加濕腔中的水進(jìn)行霧化；
[0026] 所述調(diào)速氣栗的進(jìn)氣端與所述空氣栗的出氣端或者所述加熱器的出氣端連通，所 述調(diào)速氣栗的出氣端與所述加濕腔連通，所述調(diào)速氣栗用于在所述控制器的控制下，通過(guò) 調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速控制從所述加濕腔中傳出氣體的濕度。
[0027] 第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種對(duì)流換熱系數(shù)、對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)測(cè)試方法，所述方 法應(yīng)用于如第一方面所述的對(duì)流換熱系數(shù)、對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)測(cè)試裝置，所述方法包括：
[0028] 獲取由所述第一溫度傳感器測(cè)量得到的第一溫度值，以及由所述第二溫度傳感器 測(cè)量得到的第二溫度值；
[0029] 獲取第一測(cè)量時(shí)長(zhǎng)，所述第一測(cè)量時(shí)長(zhǎng)為氣體輸入至所述進(jìn)氣口的時(shí)刻至所述第 一溫度值等于所述第二溫度值的時(shí)刻之間的時(shí)長(zhǎng)；
[0030] 在所述第一溫度值等于所述第二溫度值時(shí)，根據(jù)所述第一測(cè)量時(shí)長(zhǎng)獲取所述待測(cè) 顆粒物的對(duì)流換熱系數(shù)。
[0031] 如上所述的對(duì)流換熱系數(shù)、對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)測(cè)試方法，在所述獲取由所述第一溫度 傳感器測(cè)量得到的第一溫度值，以及由所述第二溫度傳感器測(cè)量得到的第二溫度值之后， 還包括：
[0032] 通過(guò)氣體質(zhì)量流量計(jì)獲取單位時(shí)間內(nèi)從所述氣體流量調(diào)節(jié)閥輸出氣體的質(zhì)量；
[0033] 相應(yīng)的，所述根據(jù)所述第一測(cè)量時(shí)長(zhǎng)獲取所述待測(cè)顆粒物的對(duì)流換熱系數(shù)，包 括：
[0034] 根據(jù)所述第一測(cè)量時(shí)長(zhǎng)和所述單位時(shí)間內(nèi)從所述氣體流量調(diào)節(jié)閥輸出氣體的質(zhì) 量獲取對(duì)流換熱系數(shù)。
[0035] 如上所述的對(duì)流換熱系數(shù)、對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)測(cè)試方法，所述根據(jù)所述第一測(cè)量時(shí)長(zhǎng) 獲取所述待測(cè)顆粒物的對(duì)流換熱系數(shù)，包括：
[0036] 根據(jù)公式一獲取所述待測(cè)顆粒物的對(duì)流換熱系數(shù)：
[0037]
公式一；
[0038] 其中，所述ht為所述待測(cè)顆粒物的對(duì)流換熱系數(shù)，所述P 3為從測(cè)試腔頂部的進(jìn)氣 口進(jìn)入所述測(cè)試腔內(nèi)的氣體的密度，所述Cp, 3為從測(cè)試腔頂部的進(jìn)氣口進(jìn)入所述測(cè)試腔內(nèi) 的氣體的定壓比熱，所述V為從測(cè)試腔頂部的進(jìn)氣口進(jìn)入所述測(cè)試腔內(nèi)的氣體的速度，所 述V為單位時(shí)間內(nèi)從所述氣體流量調(diào)節(jié)閥輸出氣體的質(zhì)量與所述測(cè)試腔的橫截面的比值， 所述A V,J%所述待測(cè)顆粒物的單位體比表面積，所述L為所述測(cè)試腔中待測(cè)顆粒物的厚度， 所述t為所述第一測(cè)試時(shí)長(zhǎng)，所述P g為所述待測(cè)顆粒物的密度，所述C p,,為所述待測(cè)顆粒 物的定壓比熱，所述ε ,為所述待測(cè)顆粒物的