CN113237796A - 基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统及方法，测试系统包括：空气预处理装置，包括第一空气通道；第二空气通道，第二空气通道中设置有用于感应气压的气压感应装置；风机；放置平台，设置在第二空气通道内并设置有用于放置待测试蒸发介质的台面；太阳辐射模拟器，光源发出的模拟阳光能够辐射在待测试蒸发介质表面；自动补水系统，包括液位水箱；自动补水系统还包括补水容器；测试系统还包括：称量装置；温度传感器和湿度传感器；温度测量装置；空气流量计；水膜厚度测量装置。本发明提供的测试系统及方法，能够准确获取屋面蒸发介质在不同表面润湿度、不同环境工况下传热传质特性，进而得到不同工况下的最佳供水量。

Description

基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统及方法
技术领域
本发明涉及热湿传递特性测试技术领域，尤其涉及一种基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统及方法。
背景技术
建筑空调能耗高、碳排放量大是我国及世界众多国家面临的难题。有研究表明，单层建筑中获得热量的50％源于屋面，将被动蒸发冷却技术应用于屋面是降低建筑热负荷，减少空调能耗，改善室内热环境的一种有效手段。按蒸发介质分类，蒸发屋面技术包括种植屋面、蓄水屋面、喷淋屋面、漂浮纤维和湿纤维屋面等。这些不同形式的蒸发屋面都是利用蒸发介质中的水蒸发，带走汽化潜热的原理来降低夏季屋面温度。其中，与蓄水屋面和漂浮纤维屋面相比，湿纤维屋面在多种气候条件下(湿热、干热和温和)可获得最低的室内温度，同时耗水量仅为蓄水屋面和漂浮纤维屋面的1/37，且对建筑载荷几乎没有影响。湿纤维屋面的结构简单，其屋面防水层上铺有薄纤维层，纤维层作为汲水层是实现蒸发冷却的媒介。
纤维层作为一种多孔蒸发介质具有吸水和保水能力强的优点，其传热传质特性对屋面降温效果有重要影响。在蒸发屋面技术领域中，构建屋面热湿传递计算模型是预测室内热环境的重要任务，模型通常假设屋面蒸发介质的湿表面与自由水面蒸发类似，在任何工况和供水条件下，其表面均充分润湿，满足传热传质类比率，即刘易斯数(Lewis number)约等于1来获取与传热系数对应的传质系数，而在实际热湿传递过程中，受蒸发材料润湿性、供水方式和环境工况的影响，蒸发材料表面的润湿程度是变化的，对表面润湿充分的假设是导致计算模型预测误差的主要原因之一。预测误差经常会导致的为蒸发屋面过量供水，对降低室内负荷并无益处，只能增加额外的水耗。
因此，如何能够准确获取屋面蒸发介质在不同表面润湿度、不同环境工况下传热传质特性，以得到不同工况下的最佳供水量是本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。
发明内容
本发明提供一种基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统及方法，能够准确获取屋面蒸发介质在不同表面润湿度、不同环境工况下传热传质特性，进而得到不同工况下的最佳供水量。
本发明第一方面提供一种基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统，包括：
空气预处理装置，包括设有空气入口和空气出口的第一空气通道、设置在所述第一空气通道内的空气过滤装置、用于对所述第一空气通道内的空气进行加热和冷却的温度控制装置、以及用于对所述第一空气通道内的空气进行加湿的湿度控制装置；
第二空气通道，设有空气入口和空气出口，所述第二空气通道的空气入口与所述第一空气通道的空气出口相连通，所述第二空气通道中设置有用于感应气压的气压感应装置；
风机，用于驱动气流由所述第一空气通道的空气入口至所述第二空气通道的空气出口方向流动；
放置平台，设置在所述第二空气通道内并设置有用于放置待测试蒸发介质的台面；
太阳辐射模拟器，包括光源、用于调节所述光源的辐射强度的调光器，所述光源与所述第二空气通道之间设有用于隔绝热传导和热对流的隔离装置，且所述光源发出的模拟阳光能够辐射在所述待测试蒸发介质表面；
自动补水系统，包括内部设有水温测量装置的液位水箱，所述放置平台的台面设有向下贯通的补水孔，所述液位水箱通过管路与所述补水孔相连通，所述管路上设置有用于感应水压的水压感应装置和用于调节补水流量的流量调节阀，所述液位水箱内的水位能够与所述待测试蒸发介质的下表面处于同一水平面；所述自动补水系统还包括补水容器，所述补水容器与所述液位水箱相连通，所述液位水箱设置有用于控制所述补水容器向所述液位水箱补水的液位开关，并且所述液位开关的开启条件为所述液位水箱的水位低于所述待测试蒸发介质的下表面；
称量装置，用于称量所述补水容器；
温度传感器和湿度传感器，设置于所述第二空气通道内并用于测量所述第二空气通道内的空气温度和湿度；
温度测量装置，用于测量所述待测试蒸发介质的表面温度；
空气流量计，用于测量由所述第一空气通道向所述第二空气通道输送的空气流量；
水膜厚度测量装置，用于测量所述待测试蒸发介质表面形成的水膜厚度。
根据本发明提供的基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统，所述放置平台的台面矩阵分布有多个所述补水孔，所述管路包括与所述液位水箱相连接的干路、一端与所述干路相连通另一端与所述补水孔一一对应地相连通的多个支路，各个所述支路上设置有所述水压感应装置和所述流量调节阀。
根据本发明提供的基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统，所述隔离装置包括一侧开口的箱体，所述光源设置在所述箱体内，所述箱体的内侧壁设置有反光膜，所述反光膜内侧设置有保温隔热膜，所述开口通过透光隔板封闭。
根据本发明提供的基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统，所述水膜厚度测量装置包括用于拍摄所述待测试蒸发介质的表面的图像采集装置和用于提供拍摄光线的冷光源，并且通过所述图像采集装置拍摄的图像能够得出所述待测试蒸发介质表面的水膜厚度。
根据本发明提供的基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统，所述风机设置在所述第二空气通道内，并且所述风机靠近所述第二空气通道的空气出口位置。
根据本发明提供的基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统，还包括设置在所述第二空气通道内的混流器，所述混流器设置于靠近所述第二空气通道的空气入口端的位置。
根据本发明提供的基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统，所述放置平台包括保温隔热层，所述保温隔热层的上表面设置有凹槽，所述台面设置于所述凹槽内。
根据本发明提供的基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统，还包括数据采集处理装置，所述数据采集处理装置与所述图像采集装置、所述空气流量计、所述温度传感器、所述湿度传感器、所述温度测量装置、所述水温测量装置、以及所述称量装置可通信地相连接。
本发明第二方面提供一种基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试方法，采用如上任一项所述的基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统，包括多组实验，每组实验均包括步骤：
将待测试蒸发介质固定于所述放置平台的台面上；
向所述液位水箱中加水，并调节所述液位水箱中的水面与所述待测试蒸发介质的下表面处于同一水平面，调节所述流量调节阀使所述待测试蒸发介质的下表面压力与上表面压力相等，仅靠毛细作用润湿所述待测试蒸发介质；
通过所述空气预处理装置对空气进行过滤、温度调节和湿度调节，达到预设空气温度以及预设空气湿度后，经所述风机的驱动，通入所述第二空气通道，并且控制风机使第一空气通道向第二空气通道输送的空气流量为预设空气流量，调节所述太阳辐射模拟器的光源的辐射强度至预设辐射强度；
连续通过所述水膜厚度测量装置测得所述待测试蒸发介质表面形成的水膜厚度，并判断多次相邻测量的所述水膜厚度是否相等，若相等，则将测量的所述水膜厚度作为所述待测试蒸发介质在吸水饱和状态下的基准水膜厚度；和/或，连续通过所述称量装置测得所述补水容器的重量，并判断多次相邻测量的所述补水容器的重量是否相等，若相等，则通过所述水膜测量装置测得所述待测试蒸发介质表面形成的水膜厚度，并将测得的所述水膜厚度作为所述待测试蒸发介质在吸水饱和状态下的基准水膜厚度；
在所述预设空气温度、所述预设空气湿度、所述预设空气流量和所述预设辐射强度的工况条件下，在预设时间内连续测量所述待测试蒸发介质表面形成的水膜厚度，对比测得的所述水膜厚度和所述基准水膜厚度，根据对比结果调节所述流量调节阀调节补水量，使所述待测试蒸发介质始终处于吸水饱和的状态下，进而所述补水量与所述待测试蒸发介质的表面蒸发量相等；
通过所述补水容器的重量降低量，得出在预设时间内的所述待测试蒸发介质的蒸发量；并且结合所述基准水膜厚度，所述待测试蒸发介质由开始吸水至吸水饱和过程中的吸水量，以及所述待测试蒸发介质的体积、孔隙率、和表面积，计算得出平均水膜厚度；
各组所述实验中所述待测试蒸发介质的表面温度、以及所述预设空气温度、所述预设空气湿度、所述液位水箱的水温、以及所述预设空气流量的全部或部分参数不同，根据各组实验的所述待测试蒸发介质的蒸发量、所述待测试蒸发介质的水膜厚度、所述待测试蒸发介质的表面温度、以及所述预设空气温度、所述预设空气湿度、所述液位水箱的水温、以及所述预设空气流量，计算得出所述待测试蒸发介质的表面蒸发率、对流传热系数、对流传质系数、刘易斯数，进而建立所述待测试蒸发介质的表面润湿度、供水量与蒸发率的定量关系。
根据本发明提供的一种基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试方法，采用如上所述的基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统，包括多组实验，每组实验均包括步骤：
将待测试蒸发介质固定于所述放置平台的台面上；
向所述液位水箱中加水，并且向所述液位水箱中加入荧光物质，调节所述液位水箱中的水面与所述待测试蒸发介质的下表面处于同一水平面；
通过所述空气预处理装置对空气进行过滤、温度调节和湿度调节，达到预设空气温度以及预设空气湿度后，经所述风机的驱动，通入所述第二空气通道，调节所述流量调节阀的流量并且控制风机使第一空气通道向第二空气通道输送的空气流量为预设空气流量，使所述待测试蒸发介质上水膜的下表面压力与上表面压力相等，仅靠毛细作用润湿所述待测试蒸发介质，调节所述太阳辐射模拟器的光源的辐射强度至预设辐射强度；
连续通过所述水膜厚度测量装置测得所述待测试蒸发介质表面形成的水膜厚度，并判断若干次相邻测量的所述水膜厚度是否相等，若相等，则将测量的所述水膜厚度作为所述待测试蒸发介质在吸水饱和状态下的基准水膜厚度；和/或，连续通过所述称量装置测得所述补水容器的重量，并判断若干次相邻测量的所述补水容器的重量是否相等，若相等，则通过所述水膜测量装置测得所述待测试蒸发介质表面形成的水膜厚度，并将测得的所述水膜厚度作为所述待测试蒸发介质在吸水饱和状态下的基准水膜厚度；
清洗所述液位水箱，更换同样尺寸的待测试蒸发介质，向所述液位水箱中加入不含荧光物质的水；
在所述预设空气温度、所述预设空气湿度、所述预设空气流量和所述预设辐射强度的工况条件下，在预设时间内连续测量所述待测试蒸发介质表面形成的水膜厚度，对比测得的所述水膜厚度和所述基准水膜厚度，根据对比结果调节所述流量调节阀调节补水量，使所述待测试蒸发介质始终处于吸水饱和的状态下，进而所述补水量与所述待测试蒸发介质的表面蒸发量相等；
通过所述补水容器的重量降低量，得出在预设时间内的所述待测试蒸发介质的蒸发量；并且结合所述基准水膜厚度，所述待测试蒸发介质由开始吸水至吸水饱和过程中的吸水量，以及所述待测试蒸发介质的体积、孔隙率、和表面积，计算得出平均水膜厚度；
各组所述实验中的所述待测试蒸发介质的表面温度、以及所述预设空气温度、所述预设空气湿度、所述液位水箱的水温、以及所述预设空气流量参数不同或部分参数不同，根据各组实验的所述待测试蒸发介质的蒸发量、所述待测试蒸发介质的水膜厚度、所述待测试蒸发介质的表面温度、以及所述预设空气温度、所述预设空气湿度、所述液位水箱的水温、以及所述预设空气流量，计算得出所述待测试蒸发介质的表面蒸发率、对流传热系数、对流传质系数、刘易斯数，进而建立所述待测试蒸发介质的表面润湿度、供水量与蒸发率的定量关系。
本发明提供的基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统，包括用于对空气进行过滤、调温、调湿的空气预处理装置和第二空气通道，经过空气预处理装置处理后的空气能够达到预设温度、预设湿度，第二空气通道的空气入口与第一空气通道的空气出口相连通，通过风机的驱动能够使经过空气预处理装置处理后的空气流入第二空气通道，并且通过控制风机的转速能够控制空气流量和气压，第二空气通道中设置有用于感应气压的气压感应装置；在第二空气通道内设置有放置平台，放置平台设置有用于放置待测试蒸发介质的台面；太阳辐射模拟器能够模拟太阳光照射在待测试蒸发介质。本发明还包括自动补水系统，包括内部设有水温测量装置的液位水箱，放置平台的台面设有向下贯通的补水孔，液位水箱通过管路与补水孔相连通，管路上设置有用于感应水压的水压感应装置和用于调节补水流量的流量调节阀，液位水箱内的水位能够与待测试蒸发介质的下表面处于同一水平面，当液位水箱内的水位与待测试蒸发介质的下表面处于同一水平面时，调节流量调节阀的流量和风机的转速使待测试蒸发介质上水膜的下表面压力与上表面压力相等，待测试蒸发介质只能通过毛细作用吸收水分达到润湿效果，规避了补水压对待测试蒸发介质吸水量的影响。自动补水系统还包括补水容器，补水容器与液位水箱相连通，液位水箱设置有用于控制补水容器向液位水箱补水的液位开关，并且补水容器向液位水箱补水的条件为液位水箱的水位低于待测试蒸发介质的下表面，当液位水箱的水位低于待测试蒸发介质的下表面时，液位开关即打开，补水容器向液位水箱内补水，直至液位水箱的水位与待测试蒸发介质的下表面相平齐，液位开关关闭停止补水。本发明还包括称量装置、温度传感器和湿度传感器、温度测量装置、空气流量计以及水膜厚度测量装置，其中，称量装置用于称量所述补水容器；温度传感器和湿度传感器设置于所述第二空气通道内并用于测量第二空气通道内的空气温度和湿度；温度测量装置用于测量待测试蒸发介质的表面温度；空气流量计用于测量由第一空气通道向第二空气通道输送的空气流量；水膜厚度测量装置用于测量待测试蒸发介质表面形成的水膜厚度。使用本发明提供的热湿传递特性测试系统时，需要进行多组实验测试，每组实验测试的步骤如下：
将待测试蒸发介质固定于放置平台的台面上；
向液位水箱中加水，并调节液位水箱中的水面与待测试蒸发介质的下表面处于同一水平面；
通过空气预处理装置对空气进行过滤、温度调节和湿度调节，达到预设空气温度以及预设空气湿度后，经风机的驱动，通入第二空气通道，调节流量调节阀的流量并且控制风机使第一空气通道向第二空气通道输送的空气流量为预设空气流量，使待测试蒸发介质上水膜的下表面压力与上表面压力相等，仅靠毛细作用润湿所述待测试蒸发介质，调节太阳辐射模拟器的光源的辐射强度至预设辐射强度；
连续通过水膜厚度测量装置测得待测试蒸发介质表面形成的水膜厚度，并判断多次相邻测量的水膜厚度是否相等，若相等，则将测量的水膜厚度作为所述待测试蒸发介质在吸水饱和状态下的基准水膜厚度；和/或，连续通过称量装置测得补水容器的重量，并判断多次相邻测量的所述补水容器的重量是否相等，若相等，则通过水膜测量装置测得待测试蒸发介质表面形成的水膜厚度，并将测得的水膜厚度作为待测试蒸发介质在吸水饱和状态下的基准水膜厚度；
在预设空气温度、预设空气湿度、预设空气流量和预设辐射强度的工况条件下，在预设时间内连续测量待测试蒸发介质表面形成的水膜厚度，对比测得的水膜厚度和基准水膜厚度，根据对比结果调节流量调节阀调节补水量，使待测试蒸发介质始终处于吸水饱和的状态下，进而补水量与待测试蒸发介质的表面蒸发量相等；
通过补水容器的重量降低量，得出在预设时间内的待测试蒸发介质的蒸发量；并且结合基准水膜厚度，待测试蒸发介质由开始吸水至吸水饱和过程中的吸水量，以及待测试蒸发介质的体积、孔隙率、和表面积，计算得出平均水膜厚度；
各组实验中的待测试蒸发介质的表面温度、以及预设空气温度、预设空气湿度、液位水箱的水温、以及预设空气流量参数不同或部分参数不同，根据各组实验的待测试蒸发介质的蒸发量、待测试蒸发介质的水膜厚度、待测试蒸发介质的表面温度、以及预设空气温度、预设空气湿度、液位水箱的水温、以及预设空气流量，计算得出待测试蒸发介质的表面蒸发率、对流传热系数、对流传质系数、刘易斯数，进而建立待测试蒸发介质的表面润湿度、供水量与蒸发率的定量关系。进而，本发明提供的基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统能够准确获取屋面蒸发介质在不同表面润湿度、不同环境工况下传热传质特性，进而得到不同工况下的最佳供水量。
本发明还提供了一种基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试方法，基于上述测试系统，本发明提供的测试方及能够准确获取屋面蒸发介质在不同表面润湿度、不同环境工况下传热传质特性，进而得到不同工况下的最佳供水量。该有益效果的推导过程与上述测试系统所带来的有益效果的推导过程大体类似，此处不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统示意图；
图2是本发明提供的放置平台俯视图；
图3是本发明提供的放置平台纵截面示意图；
图4是本发明提供的太阳辐射模拟器示意图；
图5为本发明实施例中第二空气通道的空气进出口温湿度逐时测量结果；
图6本发明实施例中待测试蒸发介质表面温度逐时测量结果；
图7为本发明实施例中补水容器重量逐时测量结果；
图8为本发明实施例中待测试蒸发介质吸水达到饱和状态吸水量逐时测量图；
附图标记：
1：第一空气通道； 2：空气过滤装置； 3：温度控制装置；
4：湿度控制装置； 5：第一混流器； 6：第二空气通道；
7：风机； 8：第二混流器； 9：气压感应装置；
10：放置平台； 11：待测试蒸发介质； 12：液位水箱；
13：水温测量装置； 14：补水孔； 15：水压感应装置；
16：流量调节阀； 17：补水容器； 18：液位开关；
19：称量装置； 20：温度传感器； 21：湿度传感器；
22：干路； 23：支路； 24：光源；
25：反光膜； 26：保温隔热膜； 27：透光隔板；
28：图像采集装置； 29：冷光源； 30：气压计；
31：保温隔热层； 32：数据采集处理装置； 33：空气流量计；
34：温度测量装置； 35：太阳辐射模拟器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1-图4描述本发明的基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统，具体请参考图1，本实施例提供的测试系统包括用于对空气进行过滤、调温、调湿的空气预处理装置，该空气预处理装置可以包括第一空气通道1、设置在第一空气通道1内的空气过滤装置2、用于对第一空气通道1内的空气进行加热和冷却的温度控制装置3、以及用于对第一空气通道1内的空气进行加湿的湿度控制装置4。
在一些实施例中，上述空气预处理装置的空气过滤装置2设置在第一空气通道1的空气入口和/或空气出口处，用于清洁进入第一空气通道1的空气杂质和灰尘。温度控制装置3的制热单元可以包括加热棒和调压器，调压器通过调节电压来调节加热棒输出功率，达到调节加热温度的目的，温度控制装置3的制冷单元可以包括珀尔贴和调压器，通过调压器调节珀尔贴半导体电压，从而控制冷量输出，达到空气降温的目的。湿度控制装置4可以采用超声波雾化器进行加湿，通过调节雾量来达到调节空气湿度的目的。需要说明的是，上述空气过滤装置2、制热单元、制冷单元、湿度控制装置4可以为单独模块，相邻的两个模块之间可以进行模块化连接。在第一空气通道1的空气出口处可以设置有第一混流器5，该第一混流器5可以为多孔海绵、丝网等，能够使空气混合、流速更加均匀。
本实施例提供的测试系统还包括第二空气通道6，第二空气通道6的空气入口与第一空气通道1的空气出口通过管道相连通，通过风机7的驱动能够使经过空气预处理装置处理后的空气流入第二空气通道6。风机7可以设置在第二空气通道6内，并且风机7靠近第二空气通道6的空气出口位置。
同样，为了使流入第二空气通道6的空气流速更加均匀，在第二空气通道6的入口处可以设置有第二混流器8，该第二混流器8可以为多孔海绵、丝网等，能够使空气混合、流速更加均匀。通过控制风机7的转速能够控制空气流量和气压，第二空气通道6中设置有用于感应气压的气压感应装置9。
本实施例提供的测试系统还包括太阳辐射模拟器35、自动补水系统、放置平台10、称量装置19、温度传感器20和湿度传感器21、温度测量装置34、空气流量计33以及水膜厚度测量装置。其中，放置平台10设置在第二空气通道6内，放置平台10设置有用于放置待测试蒸发介质11的台面。太阳辐射模拟器35能够模拟太阳光照射在待测试蒸发介质11。自动补水系统包括内部设有水温测量装置13的液位水箱12，放置平台10的台面设有向下贯通的补水孔14，液位水箱12通过管路与补水孔14相连通，管路上设置有用于感应水压的水压感应装置15和用于调节补水流量的流量调节阀16，液位水箱12内的水位能够与待测试蒸发介质11的下表面处于同一水平面，当液位水箱12内的水位与待测试蒸发介质11的下表面处于同一水平面时，调节流量调节阀16的流量和风机7的转速使待测试蒸发介质11上水膜的下表面压力与上表面压力相等，待测试蒸发介质11只能通过毛细作用吸收水分达到润湿效果，规避了补水压和空气压差对待测试蒸发介质11吸水量的影响。自动补水系统还包括补水容器17，补水容器17与液位水箱12相连通，液位水箱12设置有用于控制补水容器17向液位水箱12补水的液位开关18，并且补水容器17向液位水箱12补水的条件为液位水箱12的水位低于待测试蒸发介质11的下表面，当液位水箱12的水位低于待测试蒸发介质11的下表面时，液位开关18即打开，补水容器17向液位水箱12内补水，直至液位水箱12的水位与待测试蒸发介质11的下表面相平齐，液位开关18关闭停止补水。
称量装置19用于称量补水容器17，具体可以采用精确度较高的电子秤；温度传感器20和湿度传感器21设置于第二空气通道6内并用于测量第二空气通道6内的空气温度和湿度；温度测量装置34用于测量待测试蒸发介质11的表面温度，具体可设置为能够贴合在待测试蒸发介质11表面的热电偶；空气流量计33用于测量由第一空气通道1向第二空气通道6输送的空气流量，具体可设置在第一空气通道1和第二空气通道6的连接管道上；水膜厚度测量装置用于测量待测试蒸发介质11表面形成的水膜厚度。
使用本实施例提供的热湿传递特性测试系统时，需要进行多组实验测试，每组实验测试的步骤如下：
将待测试蒸发介质11固定于放置平台10的台面上；
向液位水箱12中加水，并调节液位水箱12中的水面与待测试蒸发介质11的下表面处于同一水平面；
通过空气预处理装置对空气进行过滤、温度调节和湿度调节，达到预设空气温度以及预设空气湿度后，经风机7的驱动，通入第二空气通道6，调节流量调节阀16的流量并且控制风机7使第一空气通道1向第二空气通道6输送的空气流量为预设空气流量，使待测试蒸发介质11上水膜的下表面压力与上表面压力相等，仅靠毛细作用润湿待测试蒸发介质11，调节太阳辐射模拟器35的光源24的辐射强度至预设辐射强度；
连续通过水膜厚度测量装置测得待测试蒸发介质11表面形成的水膜厚度，并判断多次相邻测量的水膜厚度是否相等，若相等，则将测量的水膜厚度作为待测试蒸发介质11在吸水饱和状态下的基准水膜厚度；和/或，连续通过称量装置19测得补水容器17的重量，并判断多次相邻测量的补水容器17的重量是否相等，若相等，则通过水膜测量装置测得待测试蒸发介质11表面形成的水膜厚度，并将测得的水膜厚度作为待测试蒸发介质11在吸水饱和状态下的基准水膜厚度；
在预设空气温度、预设空气湿度、预设空气流量和预设辐射强度的工况条件下，在预设时间内连续测量待测试蒸发介质11表面形成的水膜厚度，并根据测得的水膜厚度和基准水膜厚度，通过调节流量调节阀16调节补水量，使待测试蒸发介质11始终处于吸水饱和的状态下，进而补水量与待测试蒸发介质11的表面蒸发量相等；
通过补水容器17的重量降低量，得出在预设时间内的待测试蒸发介质11的蒸发量；并且结合基准水膜厚度，待测试蒸发介质11由开始吸水至吸水饱和过程中的吸水量，以及待测试蒸发介质11的体积、孔隙率、和表面积，计算得出平均水膜厚度；
各组实验中的待测试蒸发介质11的表面温度、以及预设空气温度、预设空气湿度、液位水箱12的水温、以及预设空气流量参数不同或部分参数不同，根据各组实验的待测试蒸发介质11的蒸发量、待测试蒸发介质11的水膜厚度、待测试蒸发介质11的表面温度、以及预设空气温度、预设空气湿度、液位水箱12的水温、以及预设空气流量，计算得出待测试蒸发介质11的表面蒸发率、对流传热系数、对流传质系数、刘易斯数，从而可以建立待测试蒸发介质11的表面润湿度、供水量与蒸发率的定量关系。进而，本实施例提供的基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统能够准确获取屋面蒸发介质在不同表面润湿度、不同环境工况下传热传质特性，得到不同工况下的最佳供水量。
需要强调的是，在确定基准水膜厚度的过程中，可以通过多次拍摄判断多次拍摄的水膜厚度是否稳定来确定基准水膜厚度，当多次拍摄的水膜厚度相等时，则说明待测试蒸发介质11处于吸水饱和状态，此时，可将测得的水膜厚度作为基准水膜厚度。同样，也可以同时通过多次称重法确定基准水膜厚度，当多次称量补水容器的重量相等时，则说明待测试蒸发介质已吸水完毕处于吸水饱和状态，此时，测得的水膜厚度也可以作为基准水膜厚度。在进一步地实施例中，放置平台10的台面矩阵分布有多个补水孔14，管路包括干路22和多个支路23，其中，干路22与液位水箱12相连接，各个支路23的一端与干路22相连通、另一端与补水孔14一一对应地相连通，各个支路23上均设置有水压感应装置15和流量调节阀16。
如此设置，当待测试蒸发介质11的蒸发量较小时，可只开启一路支路23进行补水，其它支路23关闭。当待测试蒸发介质11的蒸发量较大时，可适当增加若干支路23进行补水，各个支路23上设置有水压感应装置15和流量调节阀16，能够实现补水量的微调。
在进一步地实施例中，太阳辐射模拟器35还包括一侧开口的箱体，请参考图4，光源24设置在箱体内，箱体的内侧壁设置有反光膜25，反光膜25内侧设置有保温隔热膜26，开口通过透光隔板27封闭。
箱体的内侧壁包括反光膜25和保温隔热膜26，反光膜25的材料需要对光具有高反射率，可以是反射率≈95％的PET镀铝膜。保温隔热膜26的材料可以为PET聚酯，PET聚酯可见光透过率为1％，红外热阻隔率为99％，紫外线阻隔率为99％，其作用是防止光源24所产生的高温对箱体造成热应力损坏。为防止第二空气通道6内的气流进入灯箱，利用透光隔板27将箱体与第二空气通道6隔开，透光隔板27材料可以是耐高温高透光有机玻璃或光学玻璃，并且对光源24的辐射强度没有影响。
在进一步地实施例中，水膜厚度测量装置包括用于拍摄待测试蒸发介质11的表面的图像采集装置28和用于提供拍摄光线的冷光源29，并且通过图像采集装置28拍摄的图像能够得出待测试蒸发介质11表面的水膜厚度。
图像采集装置28和和冷光源29可以分别设置在第二空气通道6两侧，第二空气通道6的两侧可以设置有光学玻璃窗口，冷光源29发出的光照射在待测试蒸发介质11表面不会对其表面温度产生影响，进而不会对测试结果造成误差。
需要说明的是，在上述测试过程中，基准水膜厚度作为后续测试水膜厚度的参考标准，需要具有较高的准确性。为了提高基准水膜厚度的准确性，本实施例可以采用激光诱导荧光法拍摄出水膜厚度，即，在获得上述基准水膜厚度之前，在液位水箱12中加入荧光物质，进而在待测试蒸发介质11的表面形成含有荧光物质的水膜，图像采集装置28在拍摄含有荧光物质的水膜时，获得的图像能够更真实地对应水膜的真实厚度，进而可以获得精确地水膜厚度作为基准水膜厚度。
而在后续测试水膜的蒸发量的过程中，由于需要排除荧光物质对水膜蒸发率的影响，所以在测试水膜的蒸发量的阶段之前，需要将液位水箱12中的水更换为不含荧光物质的水。
在进一步地实施例中，为了避免液位水箱12和补水容器17中的水量蒸发影响测试精确度，可以在液位水箱12和补水容器17上盖有盖体，盖体上设置有透气孔。此外，液位水箱12还可以设置有气压计30，气压计30设置于液位水箱12的液面以上位置。如此设置，通过气压计30能够监测液位水箱12内的气压。
另外，请参考图2和图3，该实施例中，放置平台10还包括保温隔热层31，保温隔热层31的上表面设置有凹槽，台面设置于凹槽内。台面设置在凹槽中，更方便待测试蒸发介质11的定位。而放置平台10设置有保温隔热层31，能够避免外界温度通过热传导的方式影响待测试蒸发介质11的环境温度，进而造成测试误差的问题。
在进一步地实施例中，还包括数据采集处理装置32，数据采集处理装置32与图像采集装置28、空气流量计33、温度传感器20、湿度传感器21、温度测量装置34、水温测量装置13、以及称量装置19可通信地相连接。
数据采集处理装置32具有数据采集和数据处理功能，通过数据采集处理装置32能够自动获取上述各个装置或感应器的数据，并且自动对数据进行处理获得蒸发介质在不同表面润湿度、不同环境工况下传热传质特性，进而自动得到不同工况下的最佳供水量。
本发明的实施例中还提供了一种基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试方法，采用如上任一实施例所述的基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统，包括多组实验，每组实验均包括步骤：
将待测试蒸发介质11固定于放置平台10的台面上；
向液位水箱12中加水，并调节液位水箱12中的水面与待测试蒸发介质11的下表面处于同一水平面；
通过空气预处理装置对空气进行过滤、温度调节和湿度调节，达到预设空气温度以及预设空气湿度后，经风机7的驱动，通入第二空气通道6，调节流量调节阀16的流量并且控制风机7使第一空气通道1向第二空气通道6输送的空气流量为预设空气流量，使待测试蒸发介质11上水膜的下表面压力与上表面压力相等，仅靠毛细作用润湿待测试蒸发介质11，调节太阳辐射模拟器35的光源24的辐射强度至预设辐射强度；
连续通过水膜厚度测量装置测得待测试蒸发介质11表面形成的水膜厚度，并判断多次相邻测量的水膜厚度是否相等，若相等，则将测量的水膜厚度作为待测试蒸发介质11在吸水饱和状态下的基准水膜厚度；和/或，连续通过称量装置19测得补水容器17的重量，并判断多次相邻测量的补水容器17的重量是否相等，若相等，则通过水膜测量装置测得待测试蒸发介质11表面形成的水膜厚度，并将测得的水膜厚度作为待测试蒸发介质11在吸水饱和状态下的基准水膜厚度；
在预设空气温度、预设空气湿度、预设空气流量和预设辐射强度的工况条件下，在预设时间内连续测量待测试蒸发介质11表面形成的水膜厚度，并根据测得的水膜厚度和基准水膜厚度，通过调节流量调节阀16调节补水量，使待测试蒸发介质11始终处于吸水饱和的状态下，进而补水量与待测试蒸发介质11的表面蒸发量相等；
通过补水容器17的重量降低量，得出在预设时间内的待测试蒸发介质11的蒸发量；并且结合基准水膜厚度，待测试蒸发介质11由开始吸水至吸水饱和过程中的吸水量，以及待测试蒸发介质11的体积、孔隙率、和表面积，计算得出平均水膜厚度；
各组实验中的待测试蒸发介质11的表面温度、以及预设空气温度、预设空气湿度、液位水箱12的水温、以及预设空气流量参数不同或部分参数不同，根据各组实验的待测试蒸发介质11的蒸发量、待测试蒸发介质11的水膜厚度、待测试蒸发介质11的表面温度、以及预设空气温度、预设空气湿度、液位水箱12的水温、以及预设空气流量，计算得出待测试蒸发介质11的表面蒸发率、对流传热系数、对流传质系数、刘易斯数，进而建立待测试蒸发介质11的表面润湿度、供水量与蒸发率的定量关系。
同样，为了提高基准水膜厚度的准确性，在进一步地实施例中提供的测试方法可以采用激光诱导荧光法拍摄出水膜厚度，即，在获得上述基准水膜厚度之前，在液位水箱12中加入荧光物质，进而在待测试蒸发介质11的表面形成含有荧光物质的水膜，图像采集装置28在拍摄含有荧光物质的水膜时，获得的图像能够更真实地对应水膜的真实厚度，进而可以获得精确地水膜厚度作为基准水膜厚度。而在后续测试水膜的蒸发量的过程中，由于需要排除荧光物质对水膜蒸发率的影响，所以在测试水膜的蒸发量的阶段之前，需要将液位水箱12中的水更换为不含荧光物质的水。该实施例提供的基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试方法，采用如上任一实施例所述的基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统，包括多组实验，每组实验均包括步骤：
将待测试蒸发介质11固定于放置平台10的台面上；
向液位水箱12中加水，并且向液位水箱12中加入荧光物质，调节液位水箱12中的水面与待测试蒸发介质11的下表面处于同一水平面；
通过空气预处理装置对空气进行过滤、温度调节和湿度调节，达到预设空气温度以及预设空气湿度后，经风机7的驱动，通入第二空气通道6，调节流量调节阀16的流量并且控制风机7使第一空气通道1向第二空气通道6输送的空气流量为预设空气流量，使待测试蒸发介质11上水膜的下表面压力与上表面压力相等，仅靠毛细作用润湿待测试蒸发介质11，调节太阳辐射模拟器35的光源24的辐射强度至预设辐射强度；
连续通过水膜厚度测量装置测得待测试蒸发介质11表面形成的水膜厚度，并判断多次相邻测量的水膜厚度是否相等，若相等，则将测量的水膜厚度作为待测试蒸发介质11在吸水饱和状态下的基准水膜厚度；和/或，连续通过称量装置19测得补水容器17的重量，并判断多次相邻测量的补水容器17的重量是否相等，若相等，则通过水膜测量装置测得待测试蒸发介质11表面形成的水膜厚度，并将测得的水膜厚度作为待测试蒸发介质11在吸水饱和状态下的基准水膜厚度；
清洗液位水箱12，更换同样尺寸的待测试蒸发介质11，向液位水箱12中加入不含荧光物质的水；
在预设空气温度、预设空气湿度、预设空气流量和预设辐射强度的工况条件下，在预设时间内连续测量待测试蒸发介质11表面形成的水膜厚度，并根据测得的水膜厚度和基准水膜厚度，通过调节流量调节阀16调节补水量，使待测试蒸发介质11始终处于吸水饱和的状态下，进而补水量与待测试蒸发介质11的表面蒸发量相等；
通过补水容器17的重量降低量，得出在预设时间内的待测试蒸发介质11的蒸发量；并且结合基准水膜厚度，待测试蒸发介质11由开始吸水至吸水饱和过程中的吸水量，以及待测试蒸发介质11的体积、孔隙率、和表面积，计算得出平均水膜厚度；
各组实验中的待测试蒸发介质11的表面温度、以及预设空气温度、预设空气湿度、液位水箱12的水温、以及预设空气流量参数不同或部分参数不同，根据各组实验的待测试蒸发介质11的蒸发量、待测试蒸发介质11的水膜厚度、待测试蒸发介质11的表面温度、以及预设空气温度、预设空气湿度、液位水箱12的水温、以及预设空气流量，计算得出待测试蒸发介质11的表面蒸发率、对流传热系数、对流传质系数、刘易斯数，进而建立待测试蒸发介质11的表面润湿度、供水量与蒸发率的定量关系。
此外，需要说明的是，在进一步地实施例中，计算待测试蒸发介质11的表面蒸发率、对流传热系数、对流传质系数、刘易斯数，进而建立待测试蒸发介质11的表面润湿度、供水量与蒸发率的定量关系，具体过程可如下所述：
测量第二空气通道6的管长L、管道当量直径d以及待测试蒸发介质11表面的面积A。通过预设空气流量mf，从而得到管内空气平均流速ν。查物性参数表可获得空气的粘性系数μ和导热系数λ。从而计算流体的雷诺数Re。根据预设空气温度、预设空气湿度查阅焓湿图得到待测试蒸发介质11前后的含湿量din、dout，由饱和水蒸气密度表和湿空气密度表可获得不同工况下饱和水蒸气密度ρsat,s、湿空气密度ρf,ν。；
根据实验测试数据结合第二空气通道6内的对流换热经验关联式计算待测试蒸发介质11表面的蒸发率mw，对流传热系数h、对流传质系数hm：将实验得到的参数带入下列关系式(3)(4)(5)，可分别得到待测试蒸发介质11的对流传热系数h，待测试蒸发介质11的蒸发率mw，以及对流传质系数hm，由刘易斯关系式(7)确定刘易斯数Le。；
通过称量装置19得到待测试蒸发介质11的吸水量Vw，根据待测试蒸发介质11的孔隙率P，体积V，表面积A，代入公式(6)即可推算出待测试蒸发介质11的理论水膜平均厚度Ht′。数据采集处理装置通过图像处理技术对图像进行处理，将真彩色图转化为灰度图像，通过对比荧光带与周围灰度的差异，确定水膜厚度的真实图像，最后将图像观测的真实水膜厚度与半经验方法推算的平均水膜厚度进行比较，建立水膜厚度与待测试蒸发介质(蒸发材料)的蒸发换热特性之间的定量关系。
上述步骤中引述公式如下：
因紊流区管内对流传热经验关联式：
Figure BDA0003064866040000221
其中：雷诺数
Figure BDA0003064866040000222
普朗特数Pr≈0.7
又因为努谢尔数
Figure BDA0003064866040000223
由公式(1)(2)得到：
对流传热系数：
Figure BDA0003064866040000224
根据质量守恒关系，待测试蒸发介质11单位时间的蒸发量等于过流空气的含湿量变化量：
则待测试蒸发介质11的蒸发率：
mw＝hmA(ρsat，s-ρf，v)＝mf(dout-din) (4)
由公式(4)得到：
对流传质系数：
Figure BDA0003064866040000225
待测试蒸发介质11的表面水膜厚度：
Figure BDA0003064866040000231
又因为传热传质满足刘易斯关系式：
Figure BDA0003064866040000232
则刘易斯数为：
Figure BDA0003064866040000233
下面结合具体数据及上述计算过程对本方案进行举例说明。本实施例中待测试蒸发介质11的厚度为0.2mm，待测试蒸发介质11的孔隙率为0.863，待测试蒸发介质11的表面积为2.56×10-2m2。实验数据如图6所示，当待测试蒸发介质11(蒸发材料)表面辐射强度为500w，第二空气通道6中的空气流速为0.5m/s时：第二空气通道6的空气入口位置的温度为25.9℃，相对湿度为48.5％，第二空气通道6的空气出口位置的温度为24.75℃，相对湿度54.33％，空气流量为0.0035kg/s，液位水箱12内的水温为22℃，由图5各个测点逐时温度可得到待测试蒸发介质11(蒸发材料)表面稳定状态下的平均温度为20.5℃。
根据图6实验测试数据查阅焓湿图得到进出口含湿量分别为10.05g/kg、10.59g/kg，将含湿量值代入公式(4)计算可得到待测试蒸发介质11饱和状态的蒸发率mw为0.0019g/s，单位面积蒸发率为4.86×10-5kg/s·m2，将理论计算结果与实验测量结果对比，请参考图7，即可更准确得到材料饱和状态的蒸发率。图8所示为水膜测试实验过程中补水容器17的重量变化曲线，即，待测试蒸发介质11由干燥状态到吸水饱和时的吸水量，根据补水容器17重量变化可得到待测试蒸发介质11达到饱和状态的吸水量为8.68g，代入公式(6)可得到理论计算水膜厚度Ht′为0.166mm。通过与数字图像处理技术得到的水膜厚度观测值对比即可较为准确的得到待测试蒸发介质11表面真实水膜厚度Ht。由公式(3)、(5)计算得到的对流传热系数(h＝9.73w/m·k)和对流传质系数(hm＝为7.05×10-3m/s)代入刘易斯关系式(8)即可得到刘易斯数Le为1.09。
本实施例通过实验结合理论计算的方式，可以准确得出待测试蒸发介质饱和状态下的蒸发率、平均水膜厚度、对流传热系数、对流传质系数和刘易斯数。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统，其特征在于，包括：
空气预处理装置，包括设有空气入口和空气出口的第一空气通道、设置在所述第一空气通道内的空气过滤装置、用于对所述第一空气通道内的空气进行加热和冷却的温度控制装置、以及用于对所述第一空气通道内的空气进行加湿的湿度控制装置；
第二空气通道，设有空气入口和空气出口，所述第二空气通道的空气入口与所述第一空气通道的空气出口相连通，所述第二空气通道中设置有用于感应气压的气压感应装置；
风机，用于驱动气流由所述第一空气通道的空气入口至所述第二空气通道的空气出口方向流动；
放置平台，设置在所述第二空气通道内并设置有用于放置待测试蒸发介质的台面；
太阳辐射模拟器，包括光源、用于调节所述光源的辐射强度的调光器，且所述光源发出的模拟阳光能够辐射在所述待测试蒸发介质表面；
自动补水系统，包括内部设有水温测量装置的液位水箱，所述放置平台的台面设有向下贯通的补水孔，所述液位水箱通过管路与所述补水孔相连通，所述管路上设置有用于感应水压的水压感应装置和用于调节补水流量的流量调节阀，所述液位水箱内的水位能够与所述待测试蒸发介质的下表面处于同一水平面；所述自动补水系统还包括补水容器，所述补水容器与所述液位水箱相连通，所述液位水箱设置有用于控制所述补水容器向所述液位水箱补水的液位开关，并且所述液位开关的开启条件为所述液位水箱的水位低于所述待测试蒸发介质的下表面；
称量装置，用于称量所述补水容器；
温度传感器和湿度传感器，设置于所述第二空气通道内并用于测量所述第二空气通道内的空气温度和湿度；
温度测量装置，用于测量所述待测试蒸发介质的表面温度；
空气流量计，用于测量由所述第一空气通道向所述第二空气通道输送的空气流量；
水膜厚度测量装置，用于测量所述待测试蒸发介质表面形成的水膜厚度。
2.根据权利要求1所述的基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统，其特征在于，所述放置平台的台面矩阵分布有多个所述补水孔，所述管路包括与所述液位水箱相连接的干路、一端与所述干路相连通另一端与所述补水孔一一对应地相连通的多个支路，各个所述支路上设置有所述水压感应装置和所述流量调节阀。
3.根据权利要求1所述的基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统，其特征在于，所述太阳辐射模拟器还包括一侧开口的箱体，所述光源设置在所述箱体内，所述箱体的内侧壁设置有反光膜，所述反光膜内侧设置有保温隔热膜，所述开口通过透光隔板封闭。
4.根据权利要求1所述的基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统，其特征在于，所述水膜厚度测量装置包括用于拍摄所述待测试蒸发介质的表面的图像采集装置和用于提供拍摄光线的冷光源，并且通过所述图像采集装置拍摄的图像能够得出所述待测试蒸发介质表面的水膜厚度。
5.根据权利要求1所述的基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统，其特征在于，所述风机设置在所述第二空气通道内，并且所述风机靠近所述第二空气通道的空气出口位置。
6.根据权利要求1所述的基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统，其特征在于，还包括设置在所述第二空气通道内的混流器，所述混流器设置于靠近所述第二空气通道的空气入口端的位置。
7.根据权利要求1所述的基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统，其特征在于，所述放置平台包括保温隔热层，所述保温隔热层的上表面设置有凹槽，所述台面设置于所述凹槽内。
8.根据权利要求4所述的基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统，其特征在于，还包括数据采集处理装置，所述数据采集处理装置与所述图像采集装置、所述空气流量计、所述温度传感器、所述湿度传感器、所述温度测量装置、所述水温测量装置、以及所述称量装置可通信地相连接。
9.一种基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统，包括多组实验，每组实验均包括步骤：
将待测试蒸发介质固定于所述放置平台的台面上；
向所述液位水箱中加水，并调节所述液位水箱中的水面与所述待测试蒸发介质的下表面处于同一水平面；
通过所述空气预处理装置对空气进行过滤、温度调节和湿度调节，达到预设空气温度以及预设空气湿度后，经所述风机的驱动，通入所述第二空气通道，调节所述流量调节阀的流量并且控制风机使第一空气通道向第二空气通道输送的空气流量为预设空气流量，使所述待测试蒸发介质上水膜的下表面压力与上表面压力相等，仅靠毛细作用润湿所述待测试蒸发介质，调节所述太阳辐射模拟器的光源的辐射强度至预设辐射强度；
连续通过所述水膜厚度测量装置测得所述待测试蒸发介质表面形成的水膜厚度，并判断多次相邻测量的所述水膜厚度是否相等，若相等，则将测量的所述水膜厚度作为所述待测试蒸发介质在吸水饱和状态下的基准水膜厚度；和/或，连续通过所述称量装置测得所述补水容器的重量，并判断多次相邻测量的所述补水容器的重量是否相等，若相等，则通过所述水膜测量装置测得所述待测试蒸发介质表面形成的水膜厚度，并将测得的所述水膜厚度作为所述待测试蒸发介质在吸水饱和状态下的基准水膜厚度；
在所述预设空气温度、所述预设空气湿度、所述预设空气流量和所述预设辐射强度的工况条件下，在预设时间内连续测量所述待测试蒸发介质表面形成的水膜厚度，对比测得的所述水膜厚度和所述基准水膜厚度，根据对比结果调节所述流量调节阀调节补水量，使所述待测试蒸发介质始终处于吸水饱和的状态下，进而所述补水量与所述待测试蒸发介质的表面蒸发量相等；
通过所述补水容器的重量降低量，得出在预设时间内的所述待测试蒸发介质的蒸发量；并且结合所述基准水膜厚度，所述待测试蒸发介质由开始吸水至吸水饱和过程中的吸水量，以及所述待测试蒸发介质的体积、孔隙率、和表面积，计算得出平均水膜厚度；
各组所述实验中的所述待测试蒸发介质的表面温度、以及所述预设空气温度、所述预设空气湿度、所述液位水箱的水温、以及所述预设空气流量参数不同或部分参数不同，根据各组实验的所述待测试蒸发介质的蒸发量、所述待测试蒸发介质的水膜厚度、所述待测试蒸发介质的表面温度、以及所述预设空气温度、所述预设空气湿度、所述液位水箱的水温、以及所述预设空气流量，计算得出所述待测试蒸发介质的表面蒸发率、对流传热系数、对流传质系数、刘易斯数，进而建立所述待测试蒸发介质的表面润湿度、供水量与蒸发率的定量关系。
10.一种基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试方法，其特征在于，采用如权利要求4所述的基于蒸发介质润湿度的热湿传递特性测试系统，包括多组实验，每组实验均包括步骤：
将待测试蒸发介质固定于所述放置平台的台面上；
向所述液位水箱中加水，并且向所述液位水箱中加入荧光物质，调节所述液位水箱中的水面与所述待测试蒸发介质的下表面处于同一水平面；
通过所述空气预处理装置对空气进行过滤、温度调节和湿度调节，达到预设空气温度以及预设空气湿度后，经所述风机的驱动，通入所述第二空气通道，调节所述流量调节阀的流量并且控制风机使第一空气通道向第二空气通道输送的空气流量为预设空气流量，使所述待测试蒸发介质上水膜的下表面压力与上表面压力相等，仅靠毛细作用润湿所述待测试蒸发介质，调节所述太阳辐射模拟器的光源的辐射强度至预设辐射强度；
连续通过所述水膜厚度测量装置测得所述待测试蒸发介质表面形成的水膜厚度，并判断若干次相邻测量的所述水膜厚度是否相等，若相等，则将测量的所述水膜厚度作为所述待测试蒸发介质在吸水饱和状态下的基准水膜厚度；和/或，连续通过所述称量装置测得所述补水容器的重量，并判断若干次相邻测量的所述补水容器的重量是否相等，若相等，则通过所述水膜测量装置测得所述待测试蒸发介质表面形成的水膜厚度，并将测得的所述水膜厚度作为所述待测试蒸发介质在吸水饱和状态下的基准水膜厚度；
清洗所述液位水箱，更换同样尺寸的待测试蒸发介质，向所述液位水箱中加入不含荧光物质的水；
在所述预设空气温度、所述预设空气湿度、所述预设空气流量和所述预设辐射强度的工况条件下，在预设时间内连续测量所述待测试蒸发介质表面形成的水膜厚度，对比测得的所述水膜厚度和所述基准水膜厚度，根据对比结果调节所述流量调节阀调节补水量，使所述待测试蒸发介质始终处于吸水饱和的状态下，进而所述补水量与所述待测试蒸发介质的表面蒸发量相等；
通过所述补水容器的重量降低量，得出在预设时间内的所述待测试蒸发介质的蒸发量；并且结合所述基准水膜厚度，所述待测试蒸发介质由开始吸水至吸水饱和过程中的吸水量，以及所述待测试蒸发介质的体积、孔隙率、和表面积，计算得出平均水膜厚度；
各组所述实验中的所述待测试蒸发介质的表面温度、以及所述预设空气温度、所述预设空气湿度、所述液位水箱的水温、以及所述预设空气流量参数不同或部分参数不同，根据各组实验的所述待测试蒸发介质的蒸发量、所述待测试蒸发介质的水膜厚度、所述待测试蒸发介质的表面温度、以及所述预设空气温度、所述预设空气湿度、所述液位水箱的水温、以及所述预设空气流量，计算得出所述待测试蒸发介质的表面蒸发率、对流传热系数、对流传质系数、刘易斯数，进而建立所述待测试蒸发介质的表面润湿度、供水量与蒸发率的定量关系。
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