CN115219262A - 水凝胶太阳能蒸发器净水效率测试装置及测试方法 - Google Patents

水凝胶太阳能蒸发器净水效率测试装置及测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水凝胶太阳能蒸发器净水效率测试装置及测试方法，包括底座，底座内部设有容纳腔，容纳腔内部设有压力传感器，压力传感器的上端设有储水盒，底座上端设有透明壳体，透明壳体顶端密封有透明顶盖，透明壳体内部位于底座上端设有带导流坡的安装座，安装座上端设有反应筒，温度传感器设置在反应筒内部，温湿度传感器设置在透明壳体内壁，电推杆的固定端通过连接件与透明壳体内壁固定连接，调节架末端与电推杆的活动端固定连接，调节架首端延伸至反应筒内部，调节架首端设有爪具，水凝胶太阳能蒸发器放置在爪具上，该装置用于确定不同材料水凝胶太阳能蒸发器在不同的水接触环境下的最优反应策略。

Description

水凝胶太阳能蒸发器净水效率测试装置及测试方法
技术领域
本发明涉及材料测试技术领域，具体为一种水凝胶太阳能蒸发器净水效率测试装置及测试方法。
背景技术
近年来，水凝胶也开始应用于太阳能驱动的水蒸发、脱盐、水净化和消毒以及太阳能驱动的水-电-氢发电等领域。有报道指出，通过调节聚合物网络与水分子之间的相互作用，水凝胶太阳能蒸发器（SVG）可在一个阳光下（光强度约1000 w m-2）达到相当高的水蒸发速率。
目前，大多数人研究的方向均是改变水凝胶太阳能蒸发器的形态及微结构，但是在水凝胶太阳能蒸发器与水接触使水蒸发时，外部环境温度、水凝胶太阳能蒸发器的成分、水凝胶太阳能蒸发器与水接触形式等因素都会影响水蒸发的效率，但现有技术中还未有与上述测试相匹配的实验装置，因此，需要研发此类设备开展相关对照试验。
发明内容
本发明的目的是为了解决背景技术中的不足，而提供一种水凝胶太阳能蒸发器净水效率测试装置及测试方法。
水凝胶太阳能蒸发器净水效率测试装置，包括底座，底座内部设有容纳腔，容纳腔内部设有压力传感器，压力传感器的上端设有储水盒，底座上端设有透明壳体，透明壳体顶端密封内接有透明顶盖，透明壳体内部位于底座上端设有带导流坡的安装座，安装座上端设有反应筒，温度传感器设置在反应筒内部，温湿度传感器设置在透明壳体内壁，电推杆的固定端通过连接件与透明壳体内壁固定连接，调节架为“几”字型结构，调节架末端与电推杆的活动端固定连接，调节架首端延伸至反应筒内部，调节架首端设有爪具，水凝胶太阳能蒸发器放置在爪具上，反应筒内腔最低点通过排水管与储水盒连通，显示控制系统设置在底座上，压力传感器、温度传感器、温湿度传感器和电推杆均与显示控制系统电连接。
更进一步而言，所述的显示控制系统包括PLC模块和触摸屏。
水凝胶太阳能蒸发器净水效率测试方法，包括如下步骤：
反应筒内部容纳G重量的水，通过外部手段调控，使透明壳体内的湿度在初始状态下为D,将水凝胶太阳能蒸发器置于调节架首端的爪具上，通过显示控制系统调节水凝胶太阳能蒸发器与反应筒内的水表面接触，给予水凝胶太阳能蒸发器所需要的额定光照A和反应温度B，反应t时间后，记录压力传感器的数值g，即得：该水凝胶太阳能蒸发器在t时间内的蒸发效率=g÷G；
通过改变不同材料或不同配比反应添加剂的水凝胶太阳能蒸发器进行上述实验，最终得出高转化效率的水凝胶太阳能蒸发器。
更进一步而言，所述的反应温度B为变量，通过改变温度，可以得出该成分配比的水凝胶太阳能蒸发器在最优温度下的转化效率。
一种水凝胶太阳能蒸发器净水效率测试方法，包括如下步骤：
对照组：
反应筒内部容纳G重量的水，通过外部手段调控，使透明壳体内的湿度在初始状态下为D,将水凝胶太阳能蒸发器置于调节架首端的爪具上，通过显示控制系统调节水凝胶太阳能蒸发器与反应筒内的水表面接触，给予水凝胶太阳能蒸发器所需要的额定光照A和反应温度B，反应t时间后，记录压力传感器的数值g，即得：该水凝胶太阳能蒸发器在t时间内的蒸发效率=g÷G；
实验组1：反应筒内部容纳G重量的水，通过外部手段调控，使透明壳体内的湿度在初始状态下为D,将水凝胶太阳能蒸发器置于调节架首端的爪具上，通过显示控制系统使水凝胶太阳能蒸发器部分浸入反应筒内水面以下，同时记录电推杆活动端移动距离，用于准确记录水凝胶太阳能蒸发器沉浸水下深度，给予水凝胶太阳能蒸发器所需要的额定光照A和反应温度B，反应t时间后，记录压力传感器的数值g，即得：该水凝胶太阳能蒸发器在t时间内的蒸发效率=g÷G；
实验组2：反应筒内部容纳G重量的水，通过外部手段调控，使透明壳体内的湿度在初始状态下为D,将水凝胶太阳能蒸发器置于调节架首端的爪具上，通过显示控制系统使水凝胶太阳能蒸发器全部浸入反应筒内水面以下，给予水凝胶太阳能蒸发器所需要的额定光照A和反应温度B，反应t时间后，记录压力传感器的数值g，即得：该水凝胶太阳能蒸发器在t时间内的蒸发效率=g÷G；
通过改变水凝胶太阳能蒸发器与水的接触形式，对比对照组与实验组1和实验组2的水转化效率，最终得出该成分配比的水凝胶太阳能蒸发器在不同的水接触环境下的最优反应策略。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
该装置可对不同材料配比的水凝胶太阳能蒸发器的水转化效率提供较稳定的实验环境；也能确定不同材料水凝胶太阳能蒸发器在不同的水接触环境下的最优反应策略。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图。
图2为本发明的侧视剖视图。
图3为本发明的主视剖视图。
图中：1、底座；2、透明壳体；3、透明顶盖；4、显示控制系统；5、压力传感器；6、储水盒；7、排水管；8、安装座；9、反应筒；10、温度传感器；11、温湿度传感器；12、连接件；13、调节架；14、电推杆。
具体实施方式
参阅附图所示，水凝胶太阳能蒸发器净水效率测试装置，包括底座1，底座1内部设有容纳腔，容纳腔内部设有压力传感器5，压力传感器5的上端设有储水盒6，底座1上端设有透明壳体2，透明壳体2顶端密封内接有透明顶盖3，透明壳体2内部位于底座1上端设有带导流坡的安装座8，安装座8上端设有反应筒9，温度传感器10设置在反应筒9内部，温湿度传感器11设置在透明壳体2内壁，电推杆14的固定端通过连接件12与透明壳体2内壁固定连接，调节架13为“几”字型结构，调节架13末端与电推杆14的活动端固定连接，调节架13首端延伸至反应筒9内部，调节架13首端设有爪具，水凝胶太阳能蒸发器放置在爪具上，反应筒9内腔最低点通过排水管7与储水盒6连通，显示控制系统4设置在底座1上，压力传感器5、温度传感器10、温湿度传感器11和电推杆14均与显示控制系统4电连接。
更进一步而言，所述的显示控制系统4包括PLC模块和触摸屏。
水凝胶太阳能蒸发器净水效率测试方法，包括如下步骤：
反应筒9内部容纳G重量的水，通过外部手段调控，使透明壳体2内的湿度在初始状态下为D,将水凝胶太阳能蒸发器置于调节架13首端的爪具上，通过显示控制系统4调节水凝胶太阳能蒸发器与反应筒9内的水表面接触，给予水凝胶太阳能蒸发器所需要的额定光照A和反应温度B，反应t时间后，记录压力传感器5的数值g，即得：该水凝胶太阳能蒸发器在t时间内的蒸发效率=g÷G；
通过改变不同材料或不同配比反应添加剂的水凝胶太阳能蒸发器进行上述实验，最终得出高转化效率的水凝胶太阳能蒸发器。
更进一步而言，所述的反应温度B为变量，通过改变温度，可以得出该成分配比的水凝胶太阳能蒸发器在最优温度下的转化效率。
一种水凝胶太阳能蒸发器净水效率测试方法，包括如下步骤：
对照组：
反应筒9内部容纳G重量的水，通过外部手段调控，使透明壳体2内的湿度在初始状态下为D,将水凝胶太阳能蒸发器置于调节架13首端的爪具上，通过显示控制系统4调节水凝胶太阳能蒸发器与反应筒9内的水表面接触，给予水凝胶太阳能蒸发器所需要的额定光照A和反应温度B，反应t时间后，记录压力传感器5的数值g，即得：该水凝胶太阳能蒸发器在t时间内的蒸发效率=g÷G；
实验组1：反应筒9内部容纳G重量的水，通过外部手段调控，使透明壳体2内的湿度在初始状态下为D,将水凝胶太阳能蒸发器置于调节架13首端的爪具上，通过显示控制系统4使水凝胶太阳能蒸发器部分浸入反应筒9内水面以下，同时记录电推杆14活动端移动距离，用于准确记录水凝胶太阳能蒸发器沉浸水下深度，给予水凝胶太阳能蒸发器所需要的额定光照A和反应温度B，反应t时间后，记录压力传感器5的数值g，即得：该水凝胶太阳能蒸发器在t时间内的蒸发效率=g÷G；
实验组2：反应筒9内部容纳G重量的水，通过外部手段调控，使透明壳体2内的湿度在初始状态下为D,将水凝胶太阳能蒸发器置于调节架13首端的爪具上，通过显示控制系统4使水凝胶太阳能蒸发器全部浸入反应筒9内水面以下，给予水凝胶太阳能蒸发器所需要的额定光照A和反应温度B，反应t时间后，记录压力传感器5的数值g，即得：该水凝胶太阳能蒸发器在t时间内的蒸发效率=g÷G；
通过改变水凝胶太阳能蒸发器与水的接触形式，对比对照组与实验组1和实验组2的水转化效率，最终得出该成分配比的水凝胶太阳能蒸发器在不同的水接触环境下的最优反应策略。

Claims (5)

1.水凝胶太阳能蒸发器净水效率测试装置，其特征在于：包括底座（1），底座（1）内部设有容纳腔，容纳腔内部设有压力传感器（5），压力传感器（5）的上端设有储水盒（6），底座（1）上端设有透明壳体（2），透明壳体（2）顶端密封内接有透明顶盖（3），透明壳体（2）内部位于底座（1）上端设有带导流坡的安装座（8），安装座（8）上端设有反应筒（9），温度传感器（10）设置在反应筒（9）内部，温湿度传感器（11）设置在透明壳体（2）内壁，电推杆（14）的固定端通过连接件（12）与透明壳体（2）内壁固定连接，调节架（13）为“几”字型结构，调节架（13）末端与电推杆（14）的活动端固定连接，调节架（13）首端延伸至反应筒（9）内部，调节架（13）首端设有爪具，水凝胶太阳能蒸发器放置在爪具上，反应筒（9）内腔最低点通过排水管（7）与储水盒（6）连通，显示控制系统（4）设置在底座（1）上，压力传感器（5）、温度传感器（10）、温湿度传感器（11）和电推杆（14）均与显示控制系统（4）电连接。
2.根据权利要求1所述的水凝胶太阳能蒸发器净水效率测试装置，其特征在于：所述的显示控制系统（4）包括PLC模块和触摸屏。
3.一种应用权利要求1所述水凝胶太阳能蒸发器净水效率测试装置的测试方法，其特征在于：包括如下步骤：
反应筒（9）内部容纳G重量的水，通过外部手段调控，使透明壳体（2）内的湿度在初始状态下为D,将水凝胶太阳能蒸发器置于调节架（13）首端的爪具上，通过显示控制系统（4）调节水凝胶太阳能蒸发器与反应筒（9）内的水表面接触，给予水凝胶太阳能蒸发器所需要的额定光照A和反应温度B，反应t时间后，记录压力传感器（5）的数值g，即得：该水凝胶太阳能蒸发器在t时间内的蒸发效率=g÷G；
通过改变不同材料或不同配比反应添加剂的水凝胶太阳能蒸发器进行上述实验，最终得出高转化效率的水凝胶太阳能蒸发器。
4.根据权利要求3所述的水凝胶太阳能蒸发器净水效率测试装置的测试方法，其特征在于：所述的反应温度B为变量，通过改变温度，可以得出该成分配比的水凝胶太阳能蒸发器在最优温度下的转化效率。
5.一种应用权利要求1所述水凝胶太阳能蒸发器净水效率测试装置的测试方法，其特征在于：包括如下步骤：
对照组：
反应筒（9）内部容纳G重量的水，通过外部手段调控，使透明壳体（2）内的湿度在初始状态下为D,将水凝胶太阳能蒸发器置于调节架（13）首端的爪具上，通过显示控制系统（4）调节水凝胶太阳能蒸发器与反应筒（9）内的水表面接触，给予水凝胶太阳能蒸发器所需要的额定光照A和反应温度B，反应t时间后，记录压力传感器（5）的数值g，即得：该水凝胶太阳能蒸发器在t时间内的蒸发效率=g÷G；
实验组1：反应筒（9）内部容纳G重量的水，通过外部手段调控，使透明壳体（2）内的湿度在初始状态下为D,将水凝胶太阳能蒸发器置于调节架（13）首端的爪具上，通过显示控制系统（4）使水凝胶太阳能蒸发器部分浸入反应筒（9）内水面以下，同时记录电推杆（14）活动端移动距离，用于准确记录水凝胶太阳能蒸发器沉浸水下深度，给予水凝胶太阳能蒸发器所需要的额定光照A和反应温度B，反应t时间后，记录压力传感器（5）的数值g，即得：该水凝胶太阳能蒸发器在t时间内的蒸发效率=g÷G；
实验组2：反应筒（9）内部容纳G重量的水，通过外部手段调控，使透明壳体（2）内的湿度在初始状态下为D,将水凝胶太阳能蒸发器置于调节架（13）首端的爪具上，通过显示控制系统（4）使水凝胶太阳能蒸发器全部浸入反应筒（9）内水面以下，给予水凝胶太阳能蒸发器所需要的额定光照A和反应温度B，反应t时间后，记录压力传感器（5）的数值g，即得：该水凝胶太阳能蒸发器在t时间内的蒸发效率=g÷G；
通过改变水凝胶太阳能蒸发器与水的接触形式，对比对照组与实验组1和实验组2的水转化效率，最终得出该成分配比的水凝胶太阳能蒸发器在不同的水接触环境下的最优反应策略。
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