[发明专利]一种液滴温度的精确控制装置和方法

说明书

本发明涉及一种液滴温度的精确控制装置和方法，本装置包括液体容器、流量调节阀门、液体流出管、温度加热/冷却管路、温度加热/冷却介质储罐、液体温度控制仪表、液滴流入短管、液滴温度显示记录仪、液滴测温电偶、保温材料、液滴出口、真空容器、加热/冷却介质循环泵。本发明设计了一种可精确控制液滴温度的工艺方案，针对液滴滴入真空环境时，通过控制原始液体温度与液体流量，监测流出液滴的温度，实现液滴温度的实时及精确控制。本发明具有操作简单，温度与流速可调范围大，测量精度高及适用性广等优点。

技术领域

本发明涉及化工过程装备与控制技术领域，尤其是一种液滴温度的精确控制装置和方法。

背景技术

在传热传质学领域，大量的研究涉及到液滴的蒸发与冷凝过程。液滴的实时温度变化常常作为衡量其传热传质过程的重要参数。为了有效揭示液滴在传热传质过程中内在变化特性，常常需要在特定的环境下，对液滴的温度进行精确控制。当液滴由大气环境滴入一真空、绝热容器中时，为了精确控制其进入容器后的初始温度，不仅需要对其温度进行实时测量，而且要保证测量元件与容器之间连接处的密封性能和绝热性能。

发明内容

本发明的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供了一种在真空、绝热环境下，可精确控制液滴初始温度的装置和工艺方案，同时本装置和工艺方案具有流量调节及加热或冷却控制功能，能实现不同温度和不同速度的控制。

本发明的目的是通过以下技术手段实现的：

一种液滴温度的精确控制装置，其特征在于：包括液体容器、流量调节阀门、液体流出管、温度加热/冷却管路、温度加热/冷却介质储罐、液体温度控制仪表、液滴流入短管、液滴温度显示记录仪、液滴测温电偶、保温材料、液滴出口、真空容器、加热/冷却介质循环泵；

液体容器内设置温度加热/冷却管路，该温度加热/冷却管路的进口端和出口端均延伸至液体容器的外侧，并与温度加热/冷却介质储罐连接，温度加热/冷却管路上安装加热/冷却介质循环泵，该加热/冷却介质循环泵连接液体温度控制仪表，该液体温度控制仪表的探头延伸至液体容器内部用于实时测量、控制液体容器内液体的温度；

液体容器的上端部设置有进液口，液体容器的底部设置有出液口，该出液口连接液体流出管，该液体流出管上设置流量调节阀门，该液体流出管的末端连接液滴流入短管，该液滴流入短管插入保温材料中，且液滴流入短管的下端位于真空容器内；

保温材料密封安装在真空容器的上端面，液滴测温电偶插装在保温材料上，且液滴测温电偶的上端与液滴温度显示记录仪连接，液滴测温电偶的下端位于真空容器内，且液滴测温电偶的下端与液滴流入短管的液滴出口处相接。

而且，所述的液体流出管上包覆保温层。

而且，所述的流量调节阀门配有实时显示功能。

而且，所述的液滴流入短管和液滴测温电偶分别穿过保温材料且不接触。

一种液滴温度的精确控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

⑴、将原始液体注入到液体容器中，保证液体液面高于温度加热/冷却管路，通过液体温度控制仪表设定目标温度，以控制液滴温度；

⑵、液滴流入短管和液滴测温电偶分别按不同的孔插入保温材料，并在接触边缘涂抹密封胶，防止漏气，并且保证在液滴流入短管和液滴测温电偶在液滴出口处刚好相接，保证液滴流出时，恰好滴在液滴测温电偶上，从而可精确测得液滴心部温度；

⑶、将保温材料与真空容器密闭连接，将真空容器进行抽真空操作，检查整个工艺系统其他连接部件间的密封性，待真空容器稳定一段时间后，再次确定密封性是否良好；

⑷、调节流量调节阀门，打开其实时显示功能，调节液滴的滴速达到设定要求；