[发明专利]一种连通管中水蒸气等效传质系数非稳态测量方法

摘要

本发明提供一种连通管中水蒸气等效传质系数非稳态测量方法，包括步骤1)构建测量环境，获得被测点的瞬间湿度值；2)根据测量环境建立非稳态湿度传递模型，将传质系数作为优化变量，取传质系数初始值D0带入；3)用有限差分法获得非稳态湿度传递模型当前时间的瞬时湿度场；4)将模拟值与实验值之间的残余浓度差值作为目标函数F，并通过不断迭代将其极小化，最终获得反演的传质系数。本发明克服了传统测量方法的数据局限性、测量周期长、成本昂贵、准确性不高等缺点，有利用高效可靠地表征连通管的湿度传递特性，进而促进湿度控制系统在工程中应用的可靠性。

主权项

一种连通管中水蒸气等效传质系数非稳态测量方法，其特征在于，包括步骤：(1)构建测量环境：在一根水平放置的连通管两端各设置一密封玻璃箱；通过除湿机和鼓泡发生器向其中一个密封玻璃箱内输入水蒸气，定义该密封玻璃箱为湿源；在两玻璃箱内连通管两端口的中心点处各设置一温湿度一体传感器；(2)获取测量值：通过温湿度一体传感器以Δt为时间步长对连通管远离湿源一端的瞬时温度T(t)和瞬时湿度进行采样，设样本数量为N；根据采样数据计算出连通管远离湿源一端第i个采样时间点的水蒸气浓度测量值，记为i＝1，2，…，N；(3)以连通管靠近湿源的一端为原点，管长方向为x轴，时间长度为t轴，根据测量环境模拟连通管内一维稳态传质控制模型，设定该模型的定解区域为：x∈(0，l)，t∈(0，τ)；(4)以Δt为时间步长、Δx为管长步长将所述定解区域离散化为若干网格；采用有限差分法和质量守恒法基于连通管内一维稳态传质控制模型的初始条件和边界条件推导出每个网格节点的离散解i＝1，2，…，N，k＝1，2，…，K，其中N为时间轴离散节点总数，K为x轴离散节点总数；(5)从步骤(4)得到的离散解中取出N个离散解：i＝1，2，…，N；将模拟出的N个离散解与N个测量值之间的残余绝对湿度差值作为目标函数F(Dn)，F(Dn)=1NΣi=1N(Ci*-CiK)2]]>并进行以下步骤：(5‑1)初始化Dn＝D0，n＝1；(5‑2)给定收敛条件为F(Dn)≤ξ；判断F(Dn)是否满足收敛条件，若判断结果为是，则输出等效传质系数Dn；否则，进入步骤(5‑3)；(5‑3)令Dn+1＝Dn+wΔD，返回步骤(5‑2)；其中w为收敛因子，ΔD为等效传质系数增量。