CN202453310U - 溶液雾化闪蒸实验测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了溶液雾化闪蒸实验测试装置，包括闪蒸罐所述闪蒸罐的上端安装有雾化喷口，所述雾化喷口的入口端连接有溶液泵，所述闪蒸罐的罐体本身设置有真空计和玻璃观察镜，所述拍照装置设置于玻璃观察镜一侧面，所述拍照装置包括并联的红外摄像机和高速照相机，所述拍摄装置还连接有计算机，真空计通过变送器也连接有计算机，所述闪蒸罐内部还设置多个铂电阻测点，多个铂电阻测点也通过变送器连接有计算机，该装置可以将多元不同浓度的混合溶液，在闪蒸罐内雾化闪蒸，并准确清晰的记录下雾化闪蒸过程，通过对多元盐溶液性质、喷口特性、控制参数等对闪蒸耦合传热传质影响机制的研究和优化。

Description

溶液雾化闪蒸实验测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种雾化闪蒸领域，特别涉及一种溶液雾化闪蒸实验测试装置。

背景技术

在许多测试的使用过程中，由于溶液再生均是建立在常压下的，传热传质驱动力受限于溶液表面和空气水蒸汽压力差，再生效率的大幅度提高比较困难，特别是溶液除湿空调使用在高温高湿地区和船舶上，因再生能力的限制，难以发挥其去除潜热负荷的优势。

也有一些学者，在真空环境下进行液体射流雾化特性的实验研究(《火箭推进》上刊登的“真空环境下液体射流雾化特性的实验研究”文中采用的装置)，其采用的实验装置为图1。主要包括真空环境模拟舱、喷射系统、高速动态光学诊断系统以及测控系统等。真空舱有效容积为3.5m³，两侧设置了光学玻璃窗口。高速动态分析系统包括高速摄影机、铜蒸汽激光器。推进剂的流量和压力分别通过质量流量计和麦克压力传感器测量。实验前依次开启压缩机、管道主阀、旋片泵和罗茨泵，待压力稳定在1-10Pa时，打开电磁阀并喷射水，同时打开高速相机拍摄真空环境内的雾场。实验前依次开启压缩机、管道主阀、旋片泵和罗茨泵，待压力稳定在1-10Pa时，打开电磁阀并喷射水，同时打开高速相机拍摄真空环境内的雾场。此装置虽也是研究溶液真空雾化，但更侧重于射流雾化应用于载人飞船领域，要想研究高效、低能耗闪蒸再生溶液还需要进行针对性的设置，还需要更新方式。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是要提供溶液雾化闪蒸实验测试装置，能进一步探索多元盐溶液雾化粒径、温度和浓度、冷水温度、真空度优化运行匹配的装置，从而提出促进闪蒸效率的提高的因素。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

溶液雾化闪蒸实验测试装置，包括闪蒸罐10，所述闪蒸罐10的上端安装有雾化喷口2，所述雾化喷口2的入口端连接有溶液泵11，所述闪蒸罐10的罐体本身设置有真空计1和玻璃观察镜3，所述拍照装置设置于玻璃观察镜3一侧面，所述拍照装置包括并联的红外摄像机6和高速照相机7，光源5固定于拍照装置的上部，所述拍摄装置还连接有计算机9，真空计1通过变送器8也连接有计算机9，所述闪蒸罐10内部还设置多个铂电阻测点，多个铂电阻测点也通过变送器8连接有计算机9。

所述雾化喷口2的管道上部设有冷水盘管12和凝结水接盘13，所述冷水盘管12入口端接冷却水泵，出口端接冷却塔，所述凝结水接盘13设于冷水盘管12的底部。

所述冷水盘管12的入口处和出口处，雾化喷口2的入口端均设有温度计。

所述闪蒸罐10的顶部设置有两个阀门，分别连接有真空泵和小容积真空罐。

所述闪蒸罐10底部设有排泄阀14。

所述铂电阻测点的数量为20个。

所述玻璃观察镜3采用CaF₂材料。

通过以上方案设计出的本实用新型，其整体结构好、闪蒸罐采用竖立式筒状，溶液由上到下喷出，摄像机和照相机在其侧面进行记录更加方便、全面。

本实用新型与已有的液体雾化闪蒸实验装置比较其优点在于：

1.装置整体的结构紧凑，导线、配件布置很整齐。

2.闪蒸罐观察镜材料为CaF₂玻璃，对实验观察和记录清晰度好。

3.闪蒸罐上方设置的冷水盘管，一方面保证闪蒸过程的持续进行，另一方面接收下的凝结水节约能源，供日常其它使用。

4.实验采用红外热像仪和高速照相机两台设备对实验过程记录，准确度更高。

5.闪蒸罐底部设有排泄阀，可以根据需要将溶液排出及回收。

6.闪蒸罐内部设置了20个铂电阻测点，可测处内部周围温度变化，实验可信度高。

7.闪蒸罐平放比立方占地面积小，内部可用空间大。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1为本实用新型的结构示意图。

图1中标号：1.真空计  2.雾化喷口  3.玻璃观察镜  4.20个铂电阻测点  5.光源  6红外摄像机  7.高速照相机  8.变送器  9.计算机

具体实施方式：

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

溶液雾化闪蒸实验测试装置，包括闪蒸罐10，所述闪蒸罐10的上端安装有雾化喷口2，所述雾化喷口2的入口端连接有溶液泵11，所述闪蒸罐10的罐体本身设置有真空计1和玻璃观察镜3，所述拍照装置设置于玻璃观察镜3一侧面，所述拍照装置包括并联的红外摄像机6和高速照相机7，光源5固定于拍照装置的上部，所述拍摄装置还连接有计算机9，真空计1通过变送器8也连接有计算机9，所述闪蒸罐10内部还设置多个铂电阻测点，多个铂电阻测点也通过变送器8连接有计算机9。

所述雾化喷口2的管道上部设有冷水盘管12和凝结水接盘13，所述冷水盘管12入口端接冷却水泵，出口端接冷却塔，所述凝结水接盘13设于冷水盘管12的底部。

所述冷水盘管12的入口处和出口处，雾化喷口2的入口端均设有温度计。

所述闪蒸罐10的顶部设置有两个阀门，分别连接有真空泵和小容积真空罐。

所述闪蒸罐10底部设有排泄阀14。

所述铂电阻测点的数量为20个。

所述玻璃观察镜3采用CaF₂材料。

工作原理：首先，通过真空泵对闪蒸罐10降压，降到所要求状态时，打开溶液泵的阀门使溶液进入闪蒸罐雾化闪蒸，室内铂电阻可测出闪蒸时室内温度的变化。同时为了保证闪蒸过程的持续进行，一方面在闪蒸罐内上部设置冷水盘管12，利用冷水盘管对水蒸汽的冷却、凝结，然后通过凝结水盘13收集、排除。同时利用真空泵也排除了不凝性气体。

随着时间的持续，红外摄像机6透过玻璃观察镜3记录下其闪蒸的状态变化过程，高速摄像机7透过玻璃观察镜3拍摄所需要的相片，同时并将这些信息传递给计算机9进行汇总收集和分析。

该装置可以以优化喷口为基础，进一步探索溶液温度和浓度、冷水温度、真空度匹配与闪蒸结晶状况的内在关系，采用瞬态闪蒸和稳态闪蒸测试数据对比，并通过压力和质量平衡计算，揭示各参数影响耦合传热传质的规律，获得无结晶再生的参数变化范围。另外，借助理论模型分析真空罐内温度梯度、真空度、溶液雾化粒径对水分子运动规律的影响机制，利用PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer)和粒子成像速度仪测量液滴大小和速度，综合分析对应微观结果的宏观条件参数，优化与闪蒸率相关的控制参数，强化溶液中水分子逃逸能力，促进闪蒸效率的提高。

以上显示和描述了实用新型的基本原理和主要特征和实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.溶液雾化闪蒸实验测试装置，包括闪蒸罐(10)，其特征在于，所述闪蒸罐(10)的上端安装有雾化喷口(2)，所述雾化喷口(2)的入口端连接有溶液泵(11)，所述闪蒸罐(10)的罐体本身设置有真空计(1)和玻璃观察镜(3)，所述拍照装置设置于玻璃观察镜(3)一侧面，所述拍照装置包括并联的红外摄像机(6)和高速照相机(7)，光源(5)固定于拍照装置的上部，所述拍摄装置还连接有计算机(9)，真空计(1)通过变送器(8)也连接有计算机(9)，所述闪蒸罐(10)内部还设置多个铂电阻测点，多个铂电阻测点也通过变送器(8)连接有计算机(9)。

2.根据权利要求1所述的溶液雾化闪蒸实验测试装置，其特征在于，所述雾化喷口(2)的管道上部设有冷水盘管(12)和凝结水接盘(13)，所述冷水盘管(12)入口端接冷却水泵，出口端接冷却塔，所述凝结水接盘(13)设于冷水盘管(12)的底部。

3.根据权利要求1所述的溶液雾化闪蒸实验测试装置，其特征在于，所述冷水盘管(12)的入口处和出口处，雾化喷口(2)的入口端均设有温度计。

4.根据权利要求1所述的溶液雾化闪蒸实验测试装置，其特征在于，所述闪蒸罐(10)的顶部设置有两个阀门，分别连接有真空泵和小容积真空罐。

5.根据权利要求1所述的溶液雾化闪蒸实验测试装置，其特征在于，所述闪蒸罐(10)底部设有排泄阀(14)。

6.根据权利要求1所述的溶液雾化闪蒸实验测试装置，其特征在于，所述铂电阻测点的数量为二十个。

7.根据权利要求1所述的溶液雾化闪蒸实验测试装置，其特征在于，所述玻璃观察镜(3)采用CaF₂材料。