[发明专利]一种可控蒸发环境的甲醇液滴蒸发测量装置

说明书

本发明提供了一种可控蒸发环境的甲醇液滴蒸发测量装置，包括蒸发腔和可拆卸顶盖；蒸发腔外侧装有用于调节腔内环境压力的真空组件和用于调节腔内环境温度的温控系统；蒸发腔内设有气流整流系统以及蒸发测量系统；气流整流系统包括风机、整流栅和导流组件，风机通过风管将腔内的空气输送至整流栅中，空气经整流栅通入导流组件中；蒸发测量系统包括导流槽和称重机构，空气经导流组件通入导流槽中；导流槽内装有蒸发盘，加注系统将甲醇液滴加注至蒸发盘中，通过称重机构测量蒸发盘中甲醇液滴的蒸发量。本发明可对蒸发腔内环境压力、温度和气流速度进行单独控制，实现不同环境下甲醇液滴群的蒸发测量，具有灵活性和便捷性等特点。

技术领域

本发明涉及甲醇喷射雾化测量技术领域，具体涉及一种可控蒸发环境的甲醇液滴蒸发测量装置。

背景技术

甲醇为高含氧(50％)液体燃料，沸点64.7℃，其燃烧速度快，排放污染物少，可由生物质、天然气和煤炭等生产，被视为最具潜力和现实的发动机清洁替代燃料。甲醇发动机通常用低压喷射(喷射压力0.35MPa)形成预混混合气，再吸入气缸进行燃烧。然而在环境温度低于20℃时，由于甲醇汽化潜热大，蒸发缓慢，不容易形成混合气，造成甲醇发动机起动困难或性能恶化。因此需要在不同温度、压力和气流下的条件下对甲醇液滴蒸发进行测量。

目前，针对液滴蒸发测量，根据测量原理有两种：1)计算液滴直径的图像法，把液滴近似为一个球体，通过图像处理技术获得两幅图的球体直径变化，然后依据两幅图的质量变化与时间间隔获取液滴蒸发速率。2)激光仪器测量法，使用激光共焦位移计测量液滴液顶的变化，随着时间推进，液滴的高度逐渐下降，激光共焦位移计可以测量到纳米级的变化，如此通过计算可获得液滴的蒸发速率。上述两种方案只能测量单个液滴的蒸发，而无法对液滴群的蒸发进行测量。因此需发明设计一种可控蒸发环境的甲醇液滴群蒸发测量装置，对甲醇液滴群的蒸发速率进行深入研究。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可控蒸发环境的甲醇液滴蒸发测量装置，可对蒸发腔内的环境压力、温度和气流速度进行单独控制，实现不同环境下甲醇液滴群的蒸发测量，具有灵活性和便捷性等特点。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种可控蒸发环境的甲醇液滴蒸发测量装置，包括蒸发腔和可拆卸顶盖；所述蒸发腔外侧装有用于调节腔内环境压力的真空组件和用于调节腔内环境温度的温控系统；所述蒸发腔内设有气流整流系统以及蒸发测量系统；所述气流整流系统包括风机、整流栅和导流组件，风机通过风管将腔内的空气输送至整流栅中，空气经整流栅通入导流组件中；所述蒸发测量系统包括导流槽和称重机构；所述导流槽与气流整流系统相适配，空气经导流组件通入导流槽中；所述导流槽内装有蒸发盘，加注系统将甲醇液滴加注至蒸发盘中，通过称重机构测量蒸发盘中甲醇液滴的蒸发量。

进一步，所述真空组件包括真空泵，真空泵通过阀门与蒸发腔相连通；所述蒸发腔内还设有压力传感器，压力传感器与腔内显示仪表相连；调节所述真空泵，当压力传感器检测到腔内环境压力达到目标值时，关闭阀门。

进一步，所述温控系统包括半导体制冷片和制冷控制模块；所述蒸发腔内还设有温度传感器，温度传感器与腔内显示仪表相连，通过温度传感器反馈的温度数据，制冷控制模块驱动制冷片，用于调节腔内环境温度；所述蒸发腔外侧和可拆卸顶盖上还设有保温材料。

进一步，所述风机通过传动轴与装于蒸发腔外侧的电机柔性连接，传动轴与蒸发腔之间安装有密封件；所述导流组件包括多组导流片，任意一组导流片的一端与导流板固定杆转动连接，另一端弹性连接有调整杆，调整杆带动导流片上下移动，用于形成定向气流。

进一步，所述导流槽设有开口，开口朝向导流组件，开口尺寸与整流栅流动空间尺寸相适配；所述导流槽开口处还设有用于检测开口处空气流速的流速传感器，流速传感器与腔内显示仪表相连；所述导流槽下方设有挡板。