[发明专利]一种声场强化气流干燥与边界层测定集成实验系统

说明书

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。