[发明专利]加热流体在多孔介质中传热传质的二维试验装置和方法

说明书

本申请涉及一种加热流体在多孔介质中传热传质的二维试验装置和方法。二维试验装置包括气体发生装置、试验装置箱，试验装置箱中容纳有第一温度的多孔介质材料；气体发生装置生成第二温度下的加热流体，并向试验装置箱注入加热流体，然后，试验装置箱接收加热流体并输出第一流体。其中，第二温度高于第一温度，加热流体用于提高多孔介质材料的温度，第一流体为二维试验装置箱中的多孔介质材料内的第一温度与气压，受到加热流体的影响后产生的流体。将加热流体送入低温下的土壤等多孔介质材料中，通过换热的方式对多孔介质材料进行加热，能够输出多孔介质材料中的气体，能够实现过热流体在多孔介质中的传热传质。

技术领域

本申请属于环境岩土技术领域，特别是涉及一种加热流体在多孔介质中传热传质的二维试验装置和方法。

背景技术

土壤污染是当今国际重要的环境问题，以化工、冶炼为主的行业产生有机污染场地数量巨大，不仅制约了经济的发展，同时也对居民健康产生了极大的威胁，可见，高效修复受污染的土壤是环境岩土中亟待解决的重要课题。近年来，原位热脱附修复技术作为一项快速高效的原位修复技术，在欧美等国家的工业有机污染场地得到了广泛的推广与应用。温度是影响原位热脱附修复效率最关键的因素之一。以流体作为加热介质对土壤进行升温的方法在近年来成为学者们关注的热点。

然而，目前缺乏一种能够研究过热流体在多孔介质中传热传质的规律的装置和方法，以提高土壤的加热效率。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高土壤加热效率的加热流体在多孔介质中传热传质的二维试验装置和方法。

第一方面，本申请提供了一种加热流体在多孔介质中传热传质的二维试验装置，其特征在于，该二维试验装置包括气体发生装置、试验装置箱，该试验装置箱中容纳有第一温度的多孔介质材料；

该气体发生装置，用于生成第二温度下的加热流体，并向该试验装置箱注入该加热流体；该加热流体用于提高该多孔介质材料的温度，该第二温度高于该第一温度；

该试验装置箱，用于接收该加热流体，并输出第一流体；该第一流体为该二维试验装置箱中的该多孔介质材料内的该第一温度与气压，受到该加热流体的影响后产生的流体。

在其中一个实施例中，该二维试验装置还包括抽提装置，该抽提装置包括冷凝子装置和抽提子装置；

该冷凝子装置，用于接收该试验装置箱输出的该第一流体，并将该第一流体进行冷凝处理得到冷凝水；

该抽提子装置，用于抽取该冷凝子装置中的该冷凝水。

在其中一个实施例中，该二维试验装置包括加热格栅、恒温控制器和恒温控制面板，该恒温控制器与该加热格栅连接；

该恒温控制器，用于获取通过该恒温控制面板输入的第三温度，并根据该第三温度对该加热格栅的温度进行控制；

该加热格栅，用于利用该加热格栅的温度对该多孔介质材料进行加热。

在其中一个实施例中，该二维试验装置还包括分流装置和伴生加热器，该分流装置设置于该气体发生装置和该伴生加热器之间，该分流装置与该试验装置箱连接，且该伴生加热器设置于该分流装置和该试验装置箱连接的管道中；

该分流装置，用于对该加热流体进行分流，得到与各该管道一一对应的各路分流气体，并向对应的该管道输入该分流气体；

该伴生加热器，用于根据该管道中输入的该分流气体的温度，对该管道进行加热。

在其中一个实施例中，该试验装置箱的箱体的材料为聚四氟乙烯材料；该箱体的各箱板采用螺丝和高温密封胶进行连接密封；该试验装置箱的长度为65厘米，宽度为6厘米，高度为30厘米；

该试验装置箱的箱体，用于容纳该多孔介质材料。