[发明专利]一种多因素耦合作用下的蒸发速率测量装置及方法

权利要求书

1.一种多因素耦合作用下的蒸发速率测量装置，包括电子天平(1)、环形冷却取样管(15)、气流喷吹三层反应器(7)、吊篮(4)、加热炉体(9)、装置台架(20)、计算机(14)、温度控制器(16)，其特征在于，所述电子天平(1)置于装置台架(20)的顶部平台(32)，该平台下布置有竖直的升降丝杠(21)，所述加热炉(9)安装在升降丝杠(21)，且具有开口向上的加热腔，气流喷吹三层反应器(7)置于加热腔内，气流喷吹三层反应器(7)与加热腔之间垫有石棉布，气流喷吹三层反应器(7)与所述平台(32)之间设置有被固定的环形冷却取样管(15)，所述电子天平(1)内的重量传感器连接沿竖直向下依次穿过平台(32)和环形冷却取样管(15)上下端的吊杆(17)，该吊杆(17)另一端向气流喷吹三层反应器(7)延伸，并悬挂用于乘放试样的吊篮(4)，该吊杆(17)相对平台(32)滑动；

所述环形冷却取样管(15)外部设置水冷套管和连通取样管内外的气体采集管(12)，用于冷却经过环形冷却取样管(15)的试样蒸汽，所述气流喷吹三层反应器(7)为上端开口的筒状结构，筒壁内由外向内依次设有互相隔开的第一环形腔(19)、第二环形腔(30)，第一环形腔(19)和第二环形腔(30)在靠近筒壁下端面处连通，第一环形腔(19)连通反应气体输入管道(5)，该气体输入管道(5)设有气阀(27)和气体流量计(26)，第二环形腔(30)通过通孔(8)连通至气流喷吹三层反应器(7)的内腔，所述环形冷却取样管(15)外周与气流喷吹三层反应器(7)内周间隙配合，气流喷吹三层反应器(7)可随加热炉(9)上升套在环形冷却取样管(15)下端，所述的计算机(14)通过数据线与电子天平(1)信号连接，所述的温度控制器(16)通过电缆线与加热炉体(9)电连接。

2.根据权利要求1所述的多因素耦合作用下的蒸发速率测量装置，其特征在于：所述气体输入管道另一端连通气体储气瓶(28)。

3.根据权利要求1所述的多因素耦合作用下的蒸发速率测量装置，其特征在于：所述加热炉(9)包括升降装置(25)和两个加热部(34)，每个加热部(34)各具有一个半剖柱状腔(37)，半剖柱状腔圆周面分布有电阻丝线圈(36)，两个半剖柱状腔(37)围合成容置气流喷吹三层反应器(7)的加热腔，两处电阻丝线圈(36)均与温度控制器(16)电连接，升降装置(25)与任一一个加热部(34)连接，两个加热部(34)一侧互相铰接，另一侧设有互相配合的锁扣(23)，该锁扣(23)用于锁紧两个加热部(34)。

4.根据权利要求1所述的多因素耦合作用下的蒸发速率测量装置，其特征在于：所述环形冷却取样管(15)下端外周与气流喷吹三层反应器(7)上端内周各设有互相配合的磨砂口面。

5.根据权利要求1所述的多因素耦合作用下的蒸发速率测量装置的测量方法，其特征在于：包括以下步骤，所述温度控制器(16)设定加热炉体(9)的加热温度，所述气体流量计设定经气体输入管道(5)进入气流喷吹三层反应器(7)的保护气体流量，所述计算机(14)按照设定的采集时间段，同步记录电子天平(1)重量传感器输出的吊兰内试样失重数据，按照以下公式换算获得：

试样的蒸发速率u，其中A为吊篮面积，dw为试样重量的失重量，t为时间；

通风速率v，其中m_v为单位时间内通入的保护气体的体积流量，r为气流喷吹三层反应器内壁的通孔(8)的半径。