[发明专利]一种液面强制蒸发传质系数测试方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种液面强制蒸发传质系数测试方法及装置，尤其适用于化工、石油、海水淡化领域中液面强制蒸发时传质系数的确定。

背景技术

对于石油、化工以及海水淡化等生产领域中，存在强制蒸发的运行工况，由于设计和生产的需要，对液体表面蒸发传质进行精确计算。从目前工业生产来看，对于液体表面强制蒸发的计算主要通过出口处测量气流水分含量进行估算，精度和准确度都较差，为了改善这一现状，迫切需要新的测量方法和测量装置来获得强制蒸发条件下液体表面的传质系数。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对强制蒸发条件下液体表面的传质问题，提供一种方法简便、结构简单、准确度较高的液面强制蒸发传质系数测试方法及装置。 

技术方案：本发明的液面强制蒸发传质系数测试方法，在液面强制蒸发稳定状态下，将蒸发传质测量腔体浮于蒸发液体表面，在蒸发传质测量腔体的进风口中部设置第一温湿度及气流流量传感器，在蒸发传质测量腔体的出风口与吸附除湿器相连接的绝热管路中设置第二温湿度及气流流量传感器；通过第一温湿度及气流流量传感器和第二温湿度及气流流量传感器分别测试气流进风口和气流出风口处的含湿量、温度、气流的体积流量                                               和气流密度，当气流出风口的含湿量处于饱和状态时，通过工程热力学中水蒸汽表确定蒸发液体表面上方气流的气流密度的值；

根据传质系数公式： 

  得到液面表面的传质系数，

其中：为进口气流含湿量（kg/kg干空气），为出口气流含湿量（kg/kg干空气）， 为近液面处含湿量（kg/kg干空气），L为蒸发传质测量腔体的长度，B为蒸发传质测量腔体的宽度。

实现上述方法的液面强制蒸发传质系数测量装置，包括设在液面上的蒸发传质测量腔体，蒸发传质测量腔体的前后两侧板底部连有使蒸发传质测量腔体漂浮在液面上的双翼，蒸发传质测量腔体的左端进风口中部设有第一温湿度及气流流量传感器，蒸发传质测量腔体的右端设有挡风板，挡风板的中部设有气流出口，气流出口经绝热管路连接有吸附除湿器，绝热管路中设有第二温湿度及气流流量传感器。

所述蒸发传质测量腔体的长度 L为40～80cm，宽度B为20～40cm，高H为20～40cm；所述的蒸发传质测量腔体用不锈钢片制作而成。

有益效果：由于采用了上述技术方案，通过对液面强制蒸发表面传质系数的进行测定，可以方便地获取不同气流量以及温度下液体表面强制蒸发传质系数，为化工、石油以及海水淡化领域提供准确的设计和生产所需的准确数据。其结构简单、操作方便、精度和准确性高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的A向视图。

　　图中：1－蒸发传质测量腔体，2－吸附除湿器，3－水分回收容器，4－进风口，5－第一温湿度及气流流量传感器，6－气流出口，7－第二温湿度及气流流量传感器，8－绝热管路。

具体实施方式

下面将结合附图中对本发明的具体实施作进一步的阐述： 

本发明的液面强制蒸发传质系数测试方法，在液面强制蒸发稳定状态下，根据待测液面的实际状态，将蒸发传质测量腔体1浮于蒸发液体表面，且保证气流出口6在液面之上，在蒸发传质测量腔体1的进风口4中部设置第一温湿度及气流流量传感器5，在蒸发传质测量腔体1的出风口6与吸附除湿器2相连接的绝热管路8中设置第二温湿度及气流流量传感器7；在液体表面气流强制蒸发的作用下，通过固定在气流进口面4上第一温湿度及气流流量传感器5和绝热管路8上的第二温湿度及气流流量传感器7，分别测试气流进风口4和气流出风口6处的含湿量、温度、气流的体积流量和气流密度，当气流出风口6的含湿量处于饱和状态时，根据测量运行条件下蒸发液面上方气流的温度和压力，通过工程热力学中水蒸汽表确定蒸发液体表面上方气流的气流密度的值；

根据传质系数公式： 

  得到液面表面的传质系数，

其中：为进口气流含湿量（kg/kg干空气），为出口气流含湿量（kg/kg干空气）， 为近液面处含湿量（kg/kg干空气），L为蒸发传质测量腔体1的长度，B为蒸发传质测量腔体1的宽度。