[发明专利]一种堆体阻力测定装置及阻力系数获取方法

说明书

本发明涉及一种堆体阻力测定装置及阻力系数获取方法，其包括风洞主体、通风量采集系统、金属孔板容器、通风系统、进风气流温控调节系统和气流静压差测量系统；风洞主体由出口段、第一风洞收缩段、第一风洞稳定段、风洞试验段、第二风洞稳定段、第二风洞收缩段和进口段构成；出口段依次与第一风洞收缩段、第一风洞稳定段、风洞试验段、第二风洞稳定段、进口段和第二风洞收缩段连接；位于出口段处设置有通风量采集系统，并在风洞试验段内设置有金属孔板容器，通风系统与金属孔板容器连接，进风气流温控调节系统和气流静压差测量系统都与风洞试验段连接。本发明可得到整个堆肥阶段堆体的阻力及阻力系数，为堆体内部环境条件进行CFD模拟奠定了基础。

技术领域

本发明涉及一种堆肥测试领域，特别是关于一种堆体阻力测定装置及阻力系数获取方法。

背景技术

影响堆肥效果的过程参数包括堆体内部温度及氧气浓度等，而通风是影响温度、氧气浓度及其分布的重要因素之一。现阶段主要通过现场测试或理论计算探究堆体内部温度值、氧气浓度及其分布，从而评估通风系统的效果。但现场测试存在着测点有限、试验时间长、实验变量难以控制和成本高的缺陷；理论计算适用范围有限，无法计算较复杂的非线性流动现象。在通风系统研究方面，除以上研究方法，CFD(近代流体力学)亦得到广泛应用。

CFD是使用数值方法通过计算机对流体力学的控制方程进行求解，以此来分析流场流动。其能克服测点有限的问题，输出的结果更为全面，可对气流模式进行定量和定性分析。CFD具有省时、省力、经济及高效的特点，在广泛应用于工民建内通风系统的研究上。但在堆肥通风系统中的研究较为少见。在进行CFD模拟之前，为了减少网格数量，降低计算时间，需要对堆体模型进行合理简化。对于疏松多孔的堆肥底物而言，可行的模型简化方式之一为将其简化为多孔介质。而为将多孔介质模型运用到堆体环境模拟中，需要计算出多孔介质的阻力系数。阻力系数通过回归气流进风速度及气流通过堆体后的静压降得出。由于堆体在整个堆肥过程中孔隙度会发生变化，所以需要在不同堆肥阶段对堆体的气流阻力进行测量。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种堆体阻力测定装置及阻力系数获取方法，其能得到整个堆肥阶段堆体的阻力及阻力系数，操作简单，实用性强，且对堆肥过程影响较小。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种堆体阻力测定装置，其包括风洞主体、通风量采集系统、金属孔板容器、通风系统、进风气流温控调节系统和气流静压差测量系统；所述风洞主体由出口段、第一风洞收缩段、第一风洞稳定段、风洞试验段、第二风洞稳定段、第二风洞收缩段和进口段构成；所述出口段依次与所述第一风洞收缩段、所述第一风洞稳定段、所述风洞试验段、所述第二风洞稳定段、所述进口段和所述第二风洞收缩段连接；位于所述出口段处设置有所述通风量采集系统，并在所述风洞试验段内设置有所述金属孔板容器，所述通风系统与所述金属孔板容器连接，所述进风气流温控调节系统和所述气流静压差测量系统都与所述风洞试验段连接。

进一步，所述通风量采集系统包括负压风洞风机、风洞风机变频器、风洞流量计和流量数据采集仪；所述负压风洞风机设置在所述出口段的出口处，所述负压风洞风机的控制端与所述风洞风机变频器连接；位于所述出口段侧壁上设置有所述风洞流量计，所述风洞流量计将采集到的所述出口段内风量数据传输至所述流量数据采集仪。

进一步，所述通风系统包括堆肥系统通风管道、堆肥通风正压风机、通风变频器和PLC；所述堆肥系统通风管道一端位于所述金属孔板容器的底部，所述金属孔板容器内装满堆肥；所述堆肥系统通风管道另一端与所述堆肥通风正压风机的出口连接，所述堆肥通风正压风机的控制端经所述通风变频器与所述PLC连接。

进一步，位于所述金属孔板容器底部的所述堆肥系统通风管道上设置有若干小孔。