CN109765028A - 一种测量果蔬包装通风阻力的装置及测量通风阻力方法 - Google Patents

Abstract

一种测量果蔬包装通风阻力的装置，包括变频调速的抽风机、风速计、负压通道、台秤、温湿度传感器和压差计；所述负压通道设有进风口和出风口，所述台秤用于放置果蔬包装，且所述台秤设在负压通道内；所述抽风机的进口与负压通道的出风口相连通；所述负压通道在进风口附近设有进风侧测压孔、在出风口附近设有出风侧测压孔，进风侧测压孔通过第一连接管与压差计的第一测压接口连接，出风侧测压孔通过第二连接管与压差计的第二测压接口连接；温湿度传感器设在负压通道内并用于测量果蔬包装所在区域的温湿度；抽风机的出风口处设有风速计。本发明利用N组果蔬包装通风阻力数据拟合成方程，然后根据压降特性，从而准确计算粘性阻力系数和惯性阻力系数。

Description

一种测量果蔬包装通风阻力的装置及测量通风阻力方法

技术领域

本发明涉及一种测量果蔬包装通风阻力的装置及测量通风阻力方法。

背景技术

随着计算流体力学仿真技术的成熟，越来越多涉及流体的工作被计算流体力学(CFD)软件所代替。在温湿度场等模拟过程中，常常把货物区域设置成多孔介质区域。多孔介质区域的模拟需确定开孔率、粘性阻力系数和惯性阻力系数，其中开孔率可以通过测量和计算得出，但粘性阻力系数和惯性阻力系数常用经验公式计算得出，对于不同的货物差别较大。

根据惯性阻力系数和粘性阻力系数的理论公式，可以得知，其值可通过压差计(即压降)的测定而得到，也即是通过获得压差计(即压降)即可准确计算粘性阻力系数和惯性阻力系数，但目前仍未有测量果蔬包装通风阻力的装置和方法。因此，亟需一种能够解决上述问题的测量果蔬包装通风阻力的装置和方法。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供了一种测量果蔬包装通风阻力的装置，旨在能够准确测量果蔬包装的通风阻力，从而准确计算粘性阻力系数和惯性阻力系数。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种测量果蔬包装通风阻力的装置，包括变频调速的抽风机、风速计、负压通道、台秤、温湿度传感器和压差计；所述负压通道设有进风口和出风口，所述台秤用于放置果蔬包装，且所述台秤设在负压通道内；所述抽风机的进口与负压通道的出风口相连通；所述负压通道在进风口附近设有进风侧测压孔、在出风口附近设有出风侧测压孔，所述进风侧测压孔通过第一连接管与压差计的第一测压接口连接，所述出风侧测压孔通过第二连接管与压差计的第二测压接口连接；所述温湿度传感器设在负压通道内并用于测量果蔬包装所在区域的温湿度；所述抽风机的出风口处设有风速计。

由上可知，本发明工作原理如下：将果蔬包装放置在台秤上，然后启动抽风机，将抽风机设定某个风速v对负压通道进行抽风，气流在负压通道内果蔬包装的两侧形成气压差，并记录风速v下对应的台秤的数值m、温湿度传感器上的温度T和湿度D以及压差计的数值Δp，此时获得第一组果蔬包装通风阻力数据；接着第N次改变抽风机的风速，并记录得到相应第N组果蔬包装通风阻力数据，利用N组果蔬包装通风阻力数据拟合成方程，然后根据压降特性，计算出果蔬包装的的惯性阻力系数和粘性阻力系数，并用于计算流体力学仿真中果蔬包装域的参数设置。

作为本发明的一种改进，所述温湿度传感器为两个，分别为第一温湿度传感器和第二温湿度传感器，第一温湿度传感器设在台秤的进风侧，第二温湿度传感器设在台秤的出风侧，且第一温湿度传感器和第二温湿度传感器对称设置。

作为本发明的一种改进，所述负压通道在进风口附近设有三个进风侧测压孔，所述三个进风侧测压孔位于同一垂直面上。

本发明还提供一种使用上述测量果蔬包装通风阻力的装置测量通风阻力的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种使用上述测量果蔬包装通风阻力的装置测量通风阻力的方法，包括以下步骤：

将果蔬包装放置在台秤上；

启动抽风机，将抽风机设定某个风速v对负压通道进行抽风，并记录风速v下对应的台秤的数值m、温湿度传感器上的温度T和湿度D以及压差计的数值Δp，上述数据为一组果蔬包装通风阻力数据；

设定N个不同的抽风机风速v_n分别对负压通道进行抽风，并记录得到相应的N组果蔬包装通风阻力数据，N组果蔬包装通风阻力数据为v_n、m_n、T_n、D_n和Δp_n，其中n＝1、2、3......N；

利用线性回归方法对N组果蔬包装通风阻力数据进行拟合得到线性方程Δp＝av²+bv，其中a和b为系数常数；

根据压降特性其中ρ为密度，μ为黏度，与拟合的线性方程对比，应用系数相等原则，计算出惯性阻力因子C₂和粘性阻力系数从而利用拟合的线性方程计算出惯性阻力系数和粘性阻力系数。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明通过准确测量果蔬包装的通风阻力，得到相应第N组果蔬包装通风阻力数据，利用N组果蔬包装通风阻力数据拟合成方程，然后根据压降特性，从而准确计算粘性阻力系数和惯性阻力系数。

附图说明

图1为本发明测量果蔬包装通风阻力的装置的立体图；

图2为本发明测量果蔬包装通风阻力的装置的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

实施例

请参考图1和图2，一种测量果蔬包装通风阻力的装置，包括变频调速的抽风机1、风速计10、负压通道2、台秤6、温湿度传感器和压差计7；

所述负压通道2设有进风口和出风口，所述台秤6用于放置果蔬包装3，且所述台秤6设在负压通道2内；所述抽风机1的进口与负压通道2的出风口相连通；

所述负压通道2在进风口附近设有进风侧测压孔4、在出风口附近设有出风侧测压孔5，所述进风侧测压孔4通过第一连接管9与压差计7的第一测压接口连接，所述出风侧测压孔5通过第二连接管8与压差计7的第二测压接口连接；

所述温湿度传感器设在负压通道2内并用于测量果蔬包装3所在区域的温湿度；所述抽风机1的出风口处设有风速计10。

由上可知，本发明工作原理如下：将果蔬包装放置在台秤上，然后启动抽风机，将抽风机设定某个风速v对负压通道进行抽风，气流在负压通道内果蔬包装的两侧形成气压差，并记录风速v下对应的台秤的数值m、温湿度传感器上的温度T和湿度D以及压差计的数值Δp，此时获得第一组果蔬包装通风阻力数据；接着第N次改变抽风机的风速，并记录得到相应第N组果蔬包装通风阻力数据，利用N组果蔬包装通风阻力数据拟合成方程，然后根据压降特性，计算出果蔬包装的的惯性阻力系数和粘性阻力系数，并用于计算流体力学仿真中果蔬包装域的参数设置。

在本实施例中，所述温湿度传感器为两个，分别为第一温湿度传感器12和第二温湿度传感器11，第一温湿度传感器12设在台秤6的进风侧，第二温湿度传感器11设在台秤6的出风侧，且第一温湿度传感器12和第二温湿度传感器11对称设置。每组果蔬包装通风阻力数据中的温湿度传感器数值为第一温湿度传感器数值和第二温湿度传感器数值的平均值，提高了测量结果的准确性。

在本实施例中，所述负压通道2在进风口附近设有三个进风侧测压孔4，所述三个进风侧测压孔4位于同一垂直面上。对于同一个风速v，分别将压差计的第一测压接口通过第一连接管与三个进风侧测压孔连接，测出在同一风速v下压差计分别与三个进风侧测压孔连接时对应的三个压差计数值Δp1、Δp2和Δp3，然后每组果蔬包装通风阻力数据中压差计的数值为Δp1、Δp2和Δp3三个数值的平均值，从而避免负压通道在进风口处气流波动对压差测量的影响，大大提高了压差测量精度。

一种使用上述测量果蔬包装通风阻力的装置测量通风阻力的方法，包括以下步骤：

将果蔬包装放置在台秤上；

启动抽风机，将抽风机设定某个风速v对负压通道进行抽风，并记录风速v下对应的台秤的数值m、温湿度传感器上的温度T和湿度D以及压差计的数值Δp，上述数据为一组果蔬包装通风阻力数据；

设定N个不同的抽风机风速v_n分别对负压通道进行抽风，并记录得到相应的N组果蔬包装通风阻力数据，N组果蔬包装通风阻力数据为v_n、m_n、T_n、D_n和Δp_n，其中n＝1、2、3......N；

利用线性回归方法对N组果蔬包装通风阻力数据进行拟合得到线性方程Δp＝av²+bv，其中a和b为系数常数；

根据压降特性其中ρ为密度，μ为黏度，与拟合的线性方程对比，应用系数相等原则，计算出惯性阻力因子C₂和粘性阻力系数从而利用拟合的线性方程计算出惯性阻力系数和粘性阻力系数。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种测量果蔬包装通风阻力的装置，其特征在于：包括变频调速的抽风机、风速计、负压通道、台秤、温湿度传感器和压差计；所述负压通道设有进风口和出风口，所述台秤用于放置果蔬包装，且所述台秤设在负压通道内；所述抽风机的进口与负压通道的出风口相连通；所述负压通道在进风口附近设有进风侧测压孔、在出风口附近设有出风侧测压孔，所述进风侧测压孔通过第一连接管与压差计的第一测压接口连接，所述出风侧测压孔通过第二连接管与压差计的第二测压接口连接；所述温湿度传感器设在负压通道内并用于测量果蔬包装所在区域的温湿度；所述抽风机的出风口处设有风速计。

2.根据权利要求1所述的测量果蔬包装通风阻力的装置，其特征在于：所述温湿度传感器为两个，分别为第一温湿度传感器和第二温湿度传感器，第一温湿度传感器设在台秤的进风侧，第二温湿度传感器设在台秤的出风侧，且第一温湿度传感器和第二温湿度传感器对称设置。

3.根据权利要求1所述的测量果蔬包装通风阻力的装置，其特征在于：所述负压通道在进风口附近设有三个进风侧测压孔，所述三个进风侧测压孔位于同一垂直面上。

4.一种使用上述权利要求1至3任一所述测量果蔬包装通风阻力的装置测量通风阻力的方法，其特征在于包括以下步骤：

将果蔬包装放置在台秤上；

启动抽风机，将抽风机设定某个风速v对负压通道进行抽风，并记录风速v下对应的台秤的数值m、温湿度传感器上的温度T和湿度D以及压差计的数值Δp，上述数据为一组果蔬包装通风阻力数据；

设定N个不同的抽风机风速v_n分别对负压通道进行抽风，并记录得到相应的N组果蔬包装通风阻力数据，N组果蔬包装通风阻力数据为v_n、m_n、T_n、D_n和Δp_n，其中n＝1、2、3......N；

利用线性回归方法对N组果蔬包装通风阻力数据进行拟合得到线性方程Δp＝av²+bv，其中a和b为系数常数；

根据压降特性其中ρ为密度，μ为黏度，与拟合的线性方程对比，应用系数相等原则，计算出惯性阻力因子C₂和粘性阻力系数从而利用拟合的线性方程计算出惯性阻力系数和粘性阻力系数。