對流換熱系數、對流傳質系數測試裝置及方法
【技術領域】
[0001] 本發明實施例涉及熱力交換技術，尤其涉及一種對流換熱系數、對流傳質系數測 試裝置及方法。
【背景技術】
[0002] 目前，多數顆粒物（如糧食）為堆放存儲，為了避免顆粒物因儲藏條件而變質，需 要定期向顆粒物中通風。
[0003] 由于不同的顆粒物的儲藏條件不同，向顆粒物中通風的參數（例如風的溫度、濕 度、風力強度等）也不同，目前，在確定向顆粒物中通風的參數（溫度、濕度、風力強度等） 之前，需要先確定顆粒物的對流換熱系數和對流傳質系數。
[0004] 現有技術中，一般通過估算的方法獲取待儲藏的顆粒物的對流換熱系數和對流傳 質系數，然而，通過估算的方法無法獲得準確的對流換熱系數和對流傳質系數。
【發明內容】
[0005] 本發明實施例提供一種對流換熱系數、對流傳質系數測試裝置及方法，以實現獲 取準確的對流換熱系數和對流傳質系數。
[0006] 第一方面，本發明實施例提供一種對流換熱系數、對流傳質系數測試裝置，包括： 空氣栗、加熱器、測試腔、控制器，其中，
[0007] 所述測試腔用于存放待測顆粒物，所述測試腔的頂部設置有進氣口，所述進氣口 與所述加熱器的出氣端連通，所述加熱器的進氣端與所述空氣栗的出氣端連通，所述空氣 栗用于抽取氣體，并將從所述空氣栗的進氣端抽取的氣體傳輸至所述加熱器，所述加熱器 用于對氣體進行加熱，并通過所述進氣口將加熱后的氣體傳輸至所述測試腔內，所述測試 腔的底部設置有透氣格柵，所述通氣格柵用于將所述測試腔內的氣體輸出；
[0008] 所述進氣口上方設置有第一溫度傳感器，用于測試從所述加熱器輸入所述進氣口 的氣體的第一溫度值，并將所述第一溫度值傳輸至所述控制器；
[0009] 所述透氣格柵下方設置有第二溫度傳感器，用于測試從所述透氣格柵中輸出的氣 體的第二溫度值，并將所述第二溫度值傳輸至所述控制器；
[0010] 所述控制器用于在所述第一溫度值等于所述第二溫度值時，根據第一測試時長獲 取所述待測顆粒物的對流換熱系數，所述第一測試時長為氣體輸入至所述進氣口的時刻至 所述第一溫度值等于所述第二溫度值的時刻之間的時長。
[0011] 如上所述的對流換熱系數、對流傳質系數測試裝置，所述裝置還包括加濕器，其 中，
[0012] 所述加濕器的進氣端與所述空氣栗的出氣端連通，所述加濕器的出氣端與所述加 熱器的進氣端連通，所述加濕器用于對所述空氣栗抽取的氣體進行加濕處理，并將加濕后 的空氣輸出至所述加熱器，所述加熱器對所述加濕后的氣體進行加熱處理；或者，所述加濕 器的進氣端與所述加熱器的出氣端連通，所述加濕器的出氣端與所述進氣口連通，所述加 濕器用于對加熱后的氣體進行加濕處理，并將進行過加熱處理和加濕處理后的氣體傳輸至 所述進氣口；
[0013] 相應的，在所述進氣口的上方還設置有第一濕度傳感器，用于測試進入所述進氣 口的氣體的第一濕度值，并將所述第一濕度值傳輸至所述控制器，在所述透氣格柵的下方 還設置有第二濕度傳感器，用于測試從所述透氣格柵中傳出氣體的第二濕度值，并將所述 第二濕度值傳輸至所述控制器；
[0014] 相應的，所述控制器還用于，當所述第一溫度值等于所述第二溫度值，且第一濕度 值等于所述第二濕度值時，確定第二測試時長和待測顆粒物的對流換熱系數，并根據所述 第二測試時長和所述待測顆粒物的對流換熱系數獲取所述待測顆粒物對流傳質系數，所述 第二測試時長為所述氣體輸入至所述進氣口的時刻，至所述第一溫度值等于所述第二溫度 值且第一濕度值等于所述第二濕度值的時刻之間的時長。
[0015] 如上所述的對流換熱系數、對流傳質系數測試裝置，所述裝置還包括氣體流量調 節閥以及氣體質量流量計，其中，
[0016] 所述氣體流量調節閥的進氣端與所述空氣栗的出氣端連通，用于調節從所述空氣 栗輸出氣體的流量；
[0017] 所述氣體質量流量計與所述氣體流量調節閥的出氣端連通，用于測量單位時間內 從所述氣體流量調節閥輸出氣體的質量；
[0018] 相應的，所述控制器具體用于，根據第一測試時長和所述單位時間內從所述氣體 流量調節閥輸出氣體的質量獲取對流換熱系數，和/或，根據第二測試時長、所述單位時間 內從所述氣體流量調節閥輸出氣體的質量獲取對流傳質系數。
[0019] 如上所述的對流換熱系數、對流傳質系數測試裝置，所述測試腔外側套設有筒形 支架，所述支架內壁與所述測試腔之間填充有保溫材料，所述第二溫度傳感器和所述第二 濕度傳感器固定設置在所述支架的側壁上。
[0020] 如上所述的對流換熱系數、對流傳質系數測試裝置，所述加熱器或所述加濕器與 所述進氣口之間通過通氣管道連通，所述第一溫度傳感器和所述第一濕度傳感器固定設置 在所述通氣管道的側壁上。
[0021] 如上所述的對流換熱系數、對流傳質系數測試裝置，所述測試腔頂部設置有可拆 裝的上蓋，所述進氣口設置在所述上蓋頂部。
[0022] 如上所述的對流換熱系數、對流傳質系數測試裝置，所述加熱器和所述加濕器分 別與所述控制器相連，所述控制器還用于控制所述加熱器對氣體進行加熱的溫度，以及所 述加濕器對氣體進行加濕的濕度。
[0023] 如上所述的對流換熱系數、對流傳質系數測試裝置，所述加濕器包括：加濕腔、儲 水箱、霧化頭、隔膜栗及調速氣栗；其中，
[0024] 所述隔膜栗的進水端與所述儲水箱連通，所述隔膜栗的出水端與所述加濕腔連 通，用于將所述儲水箱中的水抽至所述加濕腔；
[0025] 所述霧化頭位于所述加濕腔中，用于對所述加濕腔中的水進行霧化；
[0026] 所述調速氣栗的進氣端與所述空氣栗的出氣端或者所述加熱器的出氣端連通，所 述調速氣栗的出氣端與所述加濕腔連通，所述調速氣栗用于在所述控制器的控制下，通過 調節轉速控制從所述加濕腔中傳出氣體的濕度。
[0027] 第二方面，本發明實施例提供一種對流換熱系數、對流傳質系數測試方法，所述方 法應用于如第一方面所述的對流換熱系數、對流傳質系數測試裝置，所述方法包括：
[0028] 獲取由所述第一溫度傳感器測量得到的第一溫度值，以及由所述第二溫度傳感器 測量得到的第二溫度值；
[0029] 獲取第一測量時長，所述第一測量時長為氣體輸入至所述進氣口的時刻至所述第 一溫度值等于所述第二溫度值的時刻之間的時長；
[0030] 在所述第一溫度值等于所述第二溫度值時，根據所述第一測量時長獲取所述待測 顆粒物的對流換熱系數。
[0031] 如上所述的對流換熱系數、對流傳質系數測試方法，在所述獲取由所述第一溫度 傳感器測量得到的第一溫度值，以及由所述第二溫度傳感器測量得到的第二溫度值之后， 還包括：
[0032] 通過氣體質量流量計獲取單位時間內從所述氣體流量調節閥輸出氣體的質量；
[0033] 相應的，所述根據所述第一測量時長獲取所述待測顆粒物的對流換熱系數，包 括：
[0034] 根據所述第一測量時長和所述單位時間內從所述氣體流量調節閥輸出氣體的質 量獲取對流換熱系數。
[0035] 如上所述的對流換熱系數、對流傳質系數測試方法，所述根據所述第一測量時長 獲取所述待測顆粒物的對流換熱系數，包括：
[0036] 根據公式一獲取所述待測顆粒物的對流換熱系數：
[0037]
公式一；
[0038] 其中，所述ht為所述待測顆粒物的對流換熱系數，所述P 3為從測試腔頂部的進氣 口進入所述測試腔內的氣體的密度，所述Cp, 3為從測試腔頂部的進氣口進入所述測試腔內 的氣體的定壓比熱，所述V為從測試腔頂部的進氣口進入所述測試腔內的氣體的速度，所 述V為單位時間內從所述氣體流量調節閥輸出氣體的質量與所述測試腔的橫截面的比值， 所述A V,J%所述待測顆粒物的單位體比表面積，所述L為所述測試腔中待測顆粒物的厚度， 所述t為所述第一測試時長，所述P g為所述待測顆粒物的密度，所述C p,,為所述待測顆粒 物的定壓比熱，所述ε ,為所述待測顆粒物的