CN105627964A - 一种声场强化气流干燥与边界层测定集成实验系统 - Google Patents

一种声场强化气流干燥与边界层测定集成实验系统 Download PDF

Info

Publication number
CN105627964A
CN105627964A CN201610036405.XA CN201610036405A CN105627964A CN 105627964 A CN105627964 A CN 105627964A CN 201610036405 A CN201610036405 A CN 201610036405A CN 105627964 A CN105627964 A CN 105627964A
Authority
CN
China
Prior art keywords
boundary region
sound field
boundary layer
dries
drying
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610036405.XA
Other languages
English (en)
Inventor
吴潘
余徽
蒋寺蓉
程远贵
黄学超
刘波
周勇
左炀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan University
Original Assignee
Sichuan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan University filed Critical Sichuan University
Priority to CN201610036405.XA priority Critical patent/CN105627964A/zh
Publication of CN105627964A publication Critical patent/CN105627964A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N5/00—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid
    • G01N5/04—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid by removing a component, e.g. by evaporation, and weighing the remainder

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一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、可更换气流分布装置、声波发生装置、被干燥物重量测定装置及边界层测定装置，所述被干燥物重量由安装在干燥箱上的精密天平测定，空气循环风机通过进口空气循环管道和出口空气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C、皮托管和位移器组成，所述出口空气循环管上设置有孔板流量计。采用本发明所述的实验系统，可以测定被干燥物在恒定干燥条件下的干燥速率曲线，考察流场和声波对干燥过程的影响，测定速度边界层和温度边界层。实验者能通过该套系统掌握物料干燥速率和速度边界层与和温度边界层的定义及测量方法。

Description

一种声场强化气流干燥与边界层测定集成实验系统
技术领域
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
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
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。
本发明是通过如下技术方案予以实现的。
一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。
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。
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。
所述出口空气循环管内还安装有电加热器。
所述热电阻温度计C与皮托管集成在同一个位移器上。
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。
所述干燥箱上设置有热电阻温度计B。
所述干燥箱上设置有湿度传感器。
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。
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。
所述电加热器采用电加热盘管。
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
图1为本发明的平面结构示意图。
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
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。
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。
所述进口空气循环管21上分别设置有蝶阀A1、蝶阀B2及蝶阀C4。通过蝶阀A1、蝶阀B2及蝶阀C4对风机3的风量进行控制，从而对系统风量和湿度进行调节，实现了风量调节的简单化。
所述出口空气循环管22上设置有孔板流量计6，并在孔板流量计6两端设有压差计10。这样，循环气体流量可通过孔板流量计6反映在此处的压差计10上进行测量。从而实现了对系统空气流量进行测量。
所述出口空气循环管22内还安装有电加热器18。通过电加热器18控制干燥循环风温度。
所述热电阻温度计C14与皮托管15集成于同一位移器16上。通过位移器16精确调节热电阻温度计C14与皮托管15的位移，测量温度和速度分布。
所述气流管道19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20与外部水源相连。这样，气流在空气循环管内循环流经过空心恒温板表面，通过冷却水管20与外部水源相连接保持恒温。在恒温板表面形成稳定的温度分布。同时气流流过扰流板形成稳定速度分布，有利于准确测量边界层温度分布和速度分布。
所述干燥箱5内设置有可更换式布风板24,。用于改变通过被干燥物的流场，实现多种流场的变换，进而考察流场对干燥过程的影响。
所述干燥箱5一侧顶端设置有可调频率和振幅的声波发生装置23，用于考察声场对干燥过程的影响。
所述干燥箱5上设置有热电阻温度计B12。用于测定通过干燥箱5处循环气流的温度。
所述干燥箱5上设置有湿度传感器13。用于测定通过干燥箱5处循环气流的湿度。
所述出口空气循环管22靠近孔板流量计6处设置有热电阻温度计A11。用于测定通过此处循环气流的温度。
所述出口空气循环管22远离孔板流量计6处设置有热电阻温度计D17。用于测定通过此处循环气流的温度。
所述电加热器18采用电加热盘管。
上述技术方案中，各处的温度及压力均可直接显示于无纸记录仪9的控制面板上。
如图1所示，本发明的气流干燥方法是：空气由风机3送出，经孔板流量计6计量后进入电加热器18加热变成热空气，再经过边界层测定装置之后进入干燥箱体5内，5端头侧面安装有声波发生装置23发出声波，气流再经布风板24发生流型改变，此时的气流处于声场和布风板的共同作用下，气流与干燥箱体5内悬挂的被干燥物8进行热量传递和质量传递，此处循环气流的温度由热电阻温度计12测定，湿度由湿度传感器13测定；悬挂的被干燥物8重量由精密天平7测定；然后热空气又回到风机3形成一个循环。
所述风量的调节通过设置于风机进口处的蝶阀A1和蝶阀B2控制系统新风的进气量，蝶阀C4控制整个系统中新风的排出量。

Claims (10)

1.一种声场强化气流干燥与边界层测定集成实验系统，其特征在于：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（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），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，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C（14）及皮托管（15）组成。
2.根据权利要求1所述的一种声场强化气流干燥与边界层测定集成实验系统，其特征在于：所述进口空气循环管（21）上分别设置有蝶阀A（1）、蝶阀B（2）及蝶阀C（4）。
3.根据权利要求1所述的一种声场强化气流干燥与边界层测定集成系统，其特征在于：所述出口空气循环管（22）上设置有孔板流量计（6），并在孔板流量计（6）两端并联有压差计（10）。
4.根据权利要求1所述的声场强化气流干燥与边界层测定集成系统，其特征在于：所述出口空气循环管（22）内还安装有电加热器（18）。
5.根据权利要求1所述的一种声场强化气流干燥与边界层测定集成系统，其特征在于：所述干燥箱（5）内安装有可更换的气流分布板（24）。
6.根据权利要求1所述的一种声场强化气流干燥与边界层测定集成系统，其特征在于：所述干燥箱（5）端头外安装有音频喇叭（23）能发出声波并影响到气流场。
7.根据权利要求1所述的一种声场强化气流干燥与边界层测定集成系统，其特征在于：所述热电阻温度计C（14）与皮托管（15）之间设置有位移器（16）。
8.根据权利要求1所述的一种声场强化气流干燥与边界层测定集成系统，其特征在于：所述气流管道（19）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（20）与外部水源相连。
9.根据权利要求1所述的一种声场强化气流干燥与边界层测定集成系统，其特征在于：所述干燥箱（5）上设置有热电阻温度计B（12）和湿度传感器（13）。
10.根据权利要求1所述的一种声场强化气流干燥与边界层测定集成系统，其特征在于：所述出口空气循环管（22）靠近孔板流量计（6）处设置有热电阻温度计A（11）和热电阻温度计D（17）。
CN201610036405.XA 2016-01-20 2016-01-20 一种声场强化气流干燥与边界层测定集成实验系统 Pending CN105627964A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610036405.XA CN105627964A (zh) 2016-01-20 2016-01-20 一种声场强化气流干燥与边界层测定集成实验系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610036405.XA CN105627964A (zh) 2016-01-20 2016-01-20 一种声场强化气流干燥与边界层测定集成实验系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105627964A true CN105627964A (zh) 2016-06-01

Family

ID=56043117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610036405.XA Pending CN105627964A (zh) 2016-01-20 2016-01-20 一种声场强化气流干燥与边界层测定集成实验系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105627964A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113486482A (zh) * 2021-07-12 2021-10-08 西安交通大学 一种液态铅铋外掠螺旋管束速度温度边界层计算方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2740540B1 (fr) * 1995-10-26 1998-01-09 Huyghe Daniel Procede pour deshumidifier l'air dans une enceinte confinee, et dispositifs de deshumidification correspondants
JPH1038459A (ja) * 1996-07-24 1998-02-13 Asahi Dounetsu Kk 乾燥装置
CN2372602Y (zh) * 1999-01-28 2000-04-05 洪水力 多功能半导体除控湿机
CN2684294Y (zh) * 2004-03-22 2005-03-09 徐伟 综合性干燥模拟操作装置
CN1719228A (zh) * 2004-07-09 2006-01-11 北京林业大学 木材真空过热蒸汽干燥实验装置及检测方法
US20120151790A1 (en) * 2010-12-10 2012-06-21 Mark Savarese Drying apparatus and methods
CN102872686A (zh) * 2011-07-14 2013-01-16 温岭安能节能科技有限公司 边界层控制配合主流扰动一体式强化换热方法与系统
CN205898096U (zh) * 2016-01-20 2017-01-18 四川大学 一种声场强化气流干燥与边界层测定集成实验系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2740540B1 (fr) * 1995-10-26 1998-01-09 Huyghe Daniel Procede pour deshumidifier l'air dans une enceinte confinee, et dispositifs de deshumidification correspondants
JPH1038459A (ja) * 1996-07-24 1998-02-13 Asahi Dounetsu Kk 乾燥装置
CN2372602Y (zh) * 1999-01-28 2000-04-05 洪水力 多功能半导体除控湿机
CN2684294Y (zh) * 2004-03-22 2005-03-09 徐伟 综合性干燥模拟操作装置
CN1719228A (zh) * 2004-07-09 2006-01-11 北京林业大学 木材真空过热蒸汽干燥实验装置及检测方法
US20120151790A1 (en) * 2010-12-10 2012-06-21 Mark Savarese Drying apparatus and methods
CN102872686A (zh) * 2011-07-14 2013-01-16 温岭安能节能科技有限公司 边界层控制配合主流扰动一体式强化换热方法与系统
CN205898096U (zh) * 2016-01-20 2017-01-18 四川大学 一种声场强化气流干燥与边界层测定集成实验系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113486482A (zh) * 2021-07-12 2021-10-08 西安交通大学 一种液态铅铋外掠螺旋管束速度温度边界层计算方法
CN113486482B (zh) * 2021-07-12 2022-10-28 西安交通大学 一种液态铅铋外掠螺旋管束速度温度边界层计算方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Eto et al. Assessment of friction drag reduction on a Clark-Y airfoil by uniform blowing
CN107121178B (zh) 一种流量控制的气流测量实验装置
Suvanjumrat Implementation and validation of OpenFOAM for thermal convection of airflow
CN109186815A (zh) 一种低温高马赫数测试用探针温度标定装置
CN205898096U (zh) 一种声场强化气流干燥与边界层测定集成实验系统
CN107328807B (zh) 一种机柜散热测试装置
CN105627964A (zh) 一种声场强化气流干燥与边界层测定集成实验系统
CN105319145A (zh) 一种高速中温负压空气湿度的连续测量方法
Wang et al. The dynamic compensation of temperature sensors in sonic nozzle airflow standard facilities based on method of positive pressure
Ding et al. Experimental and numerical studies on self-excited periodic oscillation of vapor condensation in a sonic nozzle
Miller et al. Investigation of the scaling of roughness and blowing effects on turbulent channel flow
CN207798720U (zh) 测量强迫对流加热棒簇努塞尔数的装置
Semenov et al. Liquid and gas optical flowmeter model development
Ligęza An investigation of a constant-bandwidth hot-wire anemometer
CN103063371B (zh) 一种密集管束焊缝检测装置及检测方法
CN206399939U (zh) 恒温循环冷却水动态模拟试验系统
CN107462390A (zh) 一种双流路多功能流动与换热试验装置
CN202421102U (zh) 测定气体导热系数的装置
CN208140203U (zh) 一种基于改进温度补偿方法的气体质量流量测量装置
CN101592674A (zh) 基于流量测量的风速实验装置及试验方法
CN110096083B (zh) 一种温湿度精密控制装置
CN104776889A (zh) 温差式流量测量系统
CN218121673U (zh) 流阻测量装置
Ryan et al. Experimental investigation of through air drying of tissue and towel under commercial conditions
CN203465037U (zh) 小口径热量表检定装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160601