[实用新型]一种多孔材料湿物性测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于材料湿物性测量领域，具体涉及一种多孔材料湿物性测量装置。

背景技术

多孔材料的传热与传质问题对人们的日常生活和社会生产有着重要的影响。食品加工、能源动力、化工生产、生物技术、能源节约等领域无不与之相关。因此，长期以来多孔材料的传热与传质问题受到高度重视。

在传热传质学领域，传热的研究已经较为透彻，除了拥有各种测量材料热物性的测量工具之外，还建立了较为全面的材料热物性数据库。但由于技术水平的限制，过去人们未能对材料的湿物性展开研究与测量。而随着人们对舒适度要求的提高，逐渐发现了湿分传递对生活造成的不良影响。例如，在建筑热工领域，湿传递对墙体整体性能的改变极其明显。在围护结构中，过高的含湿量会导致墙体表面的水分凝结和霉菌增长，缩短建筑构件的使用寿命，增加室内空调系统的能耗、降低室内空气品质等等。因此，发明一种多孔材料的湿物性测量仪器能帮助人们对材料的热湿耦合传递有更深刻的认识，填补空白的湿物性数据库，提高人们生活品质。

双压法湿度发生的原理是基于道尔顿分压定律，该定律认为在任何容器内相互间不发生化学反应的气体混合物，并且每种气体在整个容器内呈均匀分布状态，则每种气体产生的压强等于其独占整个容器时产生的压强。双压法湿度发生方法是目前所采用的湿度发生中精度较高的一种方式。先使得通入相对高压的饱和室中，空气在此增湿至某温度下的饱和湿气，然后在相同的温度下，通过节流阀调节降压，将饱和室中高压状态下的湿空气降至稳定的低压状态，从而得到所需的恒湿空气，通过改变饱和室的压力或者测试室的压力，得到两者之间对应的压力比值，就可以得到不同湿度的恒湿空气。

发明内容

本实用新型提供一种多孔材料湿物性测量装置，可以测量出待测样品的水蒸气有效扩散系数和等温吸湿曲线。

多孔材料湿物性测量装置包括：

用于营造高于环境相对湿度的高湿测试室；

用于营造低于环境相对湿度的低湿测试室；

用于输送饱和水蒸气的饱和系统，与所述高湿测试室通过单向节流阀连接；

用于控制测量平台各部分温度的温度控制系统；

以及用于采集包括压力、温度、相对湿度和重量数据的数据采集系统。

优选的，所述高湿测试室为长方体测试室，测试室与饱和系统通过单向节流阀连接，与室外环境通过单向阀连接，高湿测试室顶部装有悬挂天平、制冷套件、温控仪，底部装有空气加热器、压力传感器、轴流风机，右侧面开设有三个方孔，三个方孔的室内侧设置有可抽取密封隔板。

优选的，所述低湿测试室为长方体测试室，低湿测试室内配备有抽屉式多孔空气干燥室，低湿测试室顶部装有制冷套件、温控仪，底部装有空气加热器、轴流风机，左侧面开三个方孔，三个方孔的室内侧设置有可抽取密封隔板。

优选的，所述饱和系统由空气压缩机、储水室、饱和室组成，其中饱和室为圆柱体，内部装有水位控制器、压力传感器、加热硅胶带、温控仪，储水室通过饱和室内水位控制器向饱和室中输送纯净水，空气压缩机与饱和室通过气动调压阀连接，向饱和室的水中通入空气。

优选的，所述温度控制系统包括三台温控仪，第一温控仪通过连接饱和室内加热硅胶带控制饱和水蒸气的温度，第二温控仪通过连接高湿测试室内制冷套件和空气加热器控制高湿测试室内温度，第三温控仪通过连接低湿测试室内制冷套件和空气加热器控制低湿测试室内温度。

多孔材料在使用过程中，由于湿分的积累，会导致其保温性能的下降，以及诸多不良影响。本实用新型的多孔材料湿物性测量装置包含一套多孔材料在不同温度、不同相对湿度下水蒸气有效扩散系数和等温吸湿曲线的测试系统，可以获得多孔材料不同温度、不同相对湿度下的水蒸气有效扩散系数和等温吸湿曲线，进而了解多孔材料的湿物性以及热湿耦合传递情况，最终可以实现多孔材料在不同工况下的使用情况预估，预测材料的使用寿命以及防范湿度过大带来的不利影响。

附图说明

图1是多孔材料水蒸气有效扩散系数测量实验原理图；

图2是本实用新型的多孔材料湿物性测量装置的连接框图；

图3是本实用新型的多孔材料湿物性测量装置主要测试结构的俯视图。

具体实施方式

本实用新型能完成对多孔材料样品水蒸气有效扩散系数与等温吸湿曲线的测量。测量原理如下：