[发明专利]用于全息干涉研究液体垂直液膜蒸发的实验装置及方法

说明书

本发明提供一种用于全息干涉研究液体垂直液膜蒸发的实验装置以及方法。该实验装置包括：风道支撑架；两个风道板；两个端板，两个端板和两个风道板形成矩形风道；竖板，安装在矩形风道内将矩形风道分成两个子风道，具有第一侧面以及第二侧面；供液组件，固定设置在竖板的上端；以及集液槽，其中，端板为由透明的光学玻璃材料制成的平板，竖板为由导热硬质刚性材料制成的平板，从供液组件被输出的液体在第一侧面上形成垂直液膜，该垂直液膜在与第一侧面对应的子风道的空气中蒸发从而在垂直液膜内形成温度场分布并在垂直液膜外的空气中形成第一温湿度场分布，同时垂直液膜通过竖板的导热在与第二侧面对应的子风道内的空气中形成第二温湿度场分布。

技术领域

本发明涉及一种用于全息干涉研究液体垂直液膜蒸发的实验装置以及实验方法。

背景技术

无论是科学研究还是工业生产，蒸发都是一个常见而重要的过程。以蒸发冷却设备为例，这类设备是许多重要工业过程末端的重要环节，其主要工作原理是靠水的蒸发带走系统中的废热。

开式冷却塔(以下简称开塔)是一种典型的蒸发冷却设备，在开塔中，水蒸发成为水蒸汽进入空气中时，空气的温湿度都会发生变化，这种变化将会对水的继续蒸发产生影响，从而影响到整个过程的进行，即水膜的蒸发改变了周围的湿球温度，而湿球温度又直接影响水膜的蒸发。因此，观测并解析水膜的蒸发过程对于改进运用水蒸发原理运行的工业设备和优化这类工业设备的工艺过程有着重要意义。

本发明从开塔中抽象出垂直蒸发的模型，开发一种能够产生垂直液膜蒸发的实验装置，并利用激光实时全息干涉方法从微观层面测量、研究垂直液膜蒸发时液膜内的温度场分布以及空气中的温湿度场的分布，进而进行对比分析研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于全息干涉研究垂直液膜蒸发的实验装置以及实验方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

<方案一>

本发明提供一种用于全息干涉研究液体垂直液膜蒸发的实验装置，安装在全息干涉成像设备的实验平台上并与变频风机、恒温水槽相连接，用于产生垂直液膜蒸发，其特征在于，包括：风道支撑架，包括具有矩形孔的水平支撑板以及用于将该水平支撑板支撑在实验平台上的多个竖直支撑杆，矩形孔的上部与变频风机相连接从而形成出风口；两个风道板，分别与矩形孔的两个长边相对应且上端悬挂在水平支撑板上；两个端板，分别与矩形孔的两个短边相对应且下端固定设置在实验平台上，两个端板和两个风道板所围成的空间形成上端与矩形孔相连通的矩形风道；竖板，安装在矩形风道内的中间位置且与矩形孔的长边相平行从而将矩形风道分成两个子风道，具有相对且与两个子风道相对应的第一侧面以及第二侧面；供液组件，固定设置在竖板的上端且与恒温水槽相连通；以及集液槽，位于矩形风道的正下方且与竖板的下端固定连接，集液槽与两个风道板的下端之间的空间形成分别与两个子风道相连通的两个进风口，其中，端板为由透明的光学玻璃材料制成的平板，竖板为由导热硬质刚性材料制成的平板，从供液组件被输出的液体在第一侧面上形成垂直液膜，该垂直液膜在与第一侧面对应的子风道的空气中蒸发从而在垂直液膜内形成温度场分布并在垂直液膜外的空气中形成第一温湿度场分布，同时垂直液膜通过竖板的导热在与第二侧面对应的子风道内的空气中形成第二温湿度场分布。

本发明提供的用于全息干涉研究液体垂直液膜蒸发的实验装置，还可以具有这样的特征：其中，竖板的宽度与矩形孔的长边的尺寸相等，第一侧面上设置有两条从上到下贯通的限流槽，并且第一侧面位于两个限流槽之间的部分上覆有亲液材料层，限流槽与对应的竖板的竖边的距离为5-10mm，限流槽的尺寸为宽1-2mm、深1-1.5mm。