[实用新型]一种土壤多孔介质热质传递实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于土壤热质传递机理研究领域，具体涉及到一种土壤多孔介质热质传递实验装置。

背景技术

土壤是人类赖以生存的主要资源之一，自然界土壤中物质和能量的迁移转化现象十分普遍，随着人口(粮食)、资源(水、土)与环境(污染、生态)成为世界上三大热点问题，与之有密切相关的土壤热质传递研究日益受到人们的重视。尽管目前多孔介质传递理论发展较快，但有关的实验研究却相对落后，热质迁移特性参数比较匮乏。除了土壤物理结构等内部因素外，大气环境也是影响土壤中水分湿含量、温度、溶质(如污染物)浓度等分布规律的一个至关重要的外部因素，而且人们更加关心特定土壤内部的盐、水、热诸要因素的迁移特性受当地气候条件的影响情况，以便在各类生产活动中采取措施。因此对土壤多孔介质传热的研究对农业生产、环境保护、地下水污染监控等众多领域都有着广泛应用和重要的理论与现实意义。

土壤多孔介质热质传递过程实验装置就是一个可模拟自然环境变量的实验研究平台，通过模拟自然界环境条件建立测试装置，调节可控变量，用测量元件来得到土壤中湿度，含水量，温度的数据，分析数据变化规律，从而揭示土壤热质传递规律。目前针对单一环境系统的土壤模拟实验设备已经很成熟，但是，一个可以真实模拟不同大气环境的完整的实验装置还没有建 立，本实验装置弥补了现有技术的不足，为土壤热质传递研究提供了更加完善可靠的实验平台。

实用新型内容

本实用新型的目的提供一种土壤多孔介质热质传递实验装置，可以对特定土壤在不同大气条件下的温度、湿度等进行测量，准确度高，测量所得数据不仅为理论分析提供必须的参数，也为各种理论模型提供可靠的验证。

本实用新型所采用的技术方案是，一种土壤多孔介质热质传递实验装置，包括水箱和土壤箱，土壤箱为包裹有绝热层的有机玻璃箱，绝热层外部还设置有由胶合板制成的壳体，壳体下方设置有支撑架，土壤箱上方设置有加热加湿段，加热加湿段包括输风管和设置在输风管内部的超声波加湿器和加热器，输风管一端连接有风机，风机与输风管连接的部分设置有风量控制阀门，输风管沿着进风的方向依次设置有冷却器、超声波加湿器、加热器和热球风速仪。

本实用新型的特点还在于，

其中，水箱下方通过主水管连接有分水管和喷淋管，分水管与水龙头连接，喷淋管与喷淋装置连接，喷淋管上设置有进水阀门，分水管上设置有补水阀门。

其中，土壤箱一侧设置有水位计，水位计的上方开口处与水龙头的位置对应，水位计为与有机玻璃箱连通的玻璃管，土壤箱上设置有用于支撑水位计的管子支撑架，水位计与有机玻璃箱连接的下方设置有水位计阀门，有机玻璃箱底部设置有出水管，出水管与有机玻璃箱连通的位置设置有筛滤层，出水管上设置有出水阀门，有机玻璃箱内壁从上到下依次设置有水分传感器、盐分传感器和温度传感器，有机玻璃箱的上方设置有喷淋装置和可调温 红外灯。

其中，可调温红外灯，位于加热加湿段的管道中，与单项调压变压器相连。

其中，喷淋装置设置在加热加湿段中。

其中，水分传感器、盐分传感器和温度传感器与数据采集装置连接，数据采集装置与微机连接。

其中，加热器与三相变压调压器连接。

本实用新型的有益效果是，设备结构简单、操作方便、安全可靠，成本低，效率高，实验所得数据可靠。实验装置设置了风机、可调红外灯以及喷淋装置，在进风口设置了风向调节阀，风向、风速、辐射强度和降水量均可调节，真实有效的模拟了风吹、日照及降雨等大气环境，不仅可以测量单一大气环境下土壤的热质传递特性，还可以测定混合大气环境下的热质传递特性。

附图说明

图1是本实用新型一种土壤多孔介质热质传递实验装置的结构示意图。

图中，1.水箱，1-1.主水管，1-2.分水管，1-3.喷淋管，1-4.水龙头，1-5.补水阀门，2.进水阀门，3.热球风速仪，4.喷淋装置，5.水位计，6.管子支撑架，7.水位计阀门，8.出水阀门，9.出水管，10.筛滤层，11.绝热层，12.有机玻璃箱，13.实验用土壤，14.可调温红外灯，15.超声波加湿器，16.加热器，17.冷却器，18.输风管，19.风量控制阀门，20.风机，21.数据采集装置，22.水分传感器，23.盐分传感器，24.温度传感器，25.支撑架，26.单相调压变压器，27.三相调压变压器，28.微机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。