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原文传递一种多孔板水通量及水蒸发速率的测试系统及方法

专利名称：	一种多孔板水通量及水蒸发速率的测试系统及方法
摘要：	本发明涉及一种多孔板水通量及水蒸发速率的测试系统及方法，包括样品夹具，以及与样品夹具连通的两路流体进通路和三路流体出通路，其中，两路流体进通路为：高压气源连接减压阀，后分成两条并联支路，一支路为依次连接的精密调压阀a、流量计a、压力计a，耐压容器到达样品夹具；另一支路为依次连接的精密调压阀b、干燥器a、流量计b、压力计b及开关阀门a到达样品夹具；三路流体出通路为：一路实现多孔板液态水通量的测试。另一路则是实现多孔板水蒸发速率的测试，或者测量起泡压力。与现有技术相比，本发明具有集成度高，可精密控制压力、温度和气体流量，可在三种模式下测试，不受制于多孔板的形状及尺寸等优点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海交通大学
发明人：	殷洁炜;程明;沈水云;章俊良;闫晓晖
专利状态：	有效
申请日期：	2023-06-09T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-24T00:00:00+0800
申请号：	CN202310681742.4
公开号：	CN117110163A
代理机构：	上海科盛知识产权代理有限公司
代理人：	蒋亮珠
分类号：	G01N15/08;G01N5/04;G01N7/14;G;G01;G01N;G01N15;G01N5;G01N7;G01N15/08;G01N5/04;G01N7/14
申请人地址：	200240 上海市闵行区东川路800号
主权项：	1.一种多孔板水通量及水蒸发速率的测试系统，其特征在于，包括样品夹具(12)，以及与样品夹具(12)连通的两路流体进通路和三路流体出通路，其中，两路流体进通路为：高压气源(1)连接减压阀(2)，然后分成两条并联支路，其一支路为依次连接的精密调压阀a(3)、流量计a(4)、压力计a(5)，耐压容器(6)到达样品夹具(12)；另一支路为依次连接的精密调压阀b(7)、干燥器a(8)、流量计b(9)、压力计b(10)以及开关阀门a(11)到达样品夹具(12)；三路流体出通路为：第一条支路包括依次连接的开关阀门b(14)和储液瓶(15)；第二条支路包括依次连接的开关阀门c(16)、压力计c(17)、缓冲瓶(18)和真空泵(19)；第三条支路包括依次连接的开关阀门(20)、干燥器b(21)、背压阀(22)和干燥器c(23)。 2.根据权利要求1所述的一种多孔板水通量及水蒸发速率的测试系统，其特征在于，所述的耐压容器(6)为内盛有水的密封容器，其密封盖上有多个接口，包括气体进口，液体出口，安全扣接口以及放气泄压口，并配套有水位传感器和外部水泵，实现自动补水功能。 3.根据权利要求1所述的一种多孔板水通量及水蒸发速率的测试系统，其特征在于，所述的开关阀门a(11)、开关阀门b(14)、开关阀门c(16)和开关阀门d(20)为球阀或电磁阀。 4.根据权利要求1所述的一种多孔板水通量及水蒸发速率的测试系统，其特征在于，样品(13)置于样品夹具(12)内，样品(13)的厚度为0.1-10mm。 5.根据权利要求1所述的一种多孔板水通量及水蒸发速率的测试系统，其特征在于，所述的样品夹具(12)包括水腔与流体腔，二者通过螺栓和多级密封圈进行预紧和多重密封，同时设置有加热棒孔和热电偶孔。 6.一种采用如权利要求1所述的系统进行多孔板水通量及水蒸发速率的测试方法，其特征在于，包括多孔板水通量测试、水蒸发速率和起泡压力测试，具体包括以下步骤： S1：将样品(13)放入样品夹具(12)中，并施加压力使密封圈压缩； S2：开关阀门a(11)和开关阀门d(20)保持关闭，打开高压气源(1)，通过减压阀(2)和精密调压阀a(3)将气体压力调至所需压力值，流量计a(4)控制气体流量； S3：耐压容器(6)内的气体将水排出至样品夹具(12)的水腔，水进一步经过样品(13)将其润湿，从样品夹具(12)的另一侧排出； S4：关闭开关阀门b(14)，打开开关阀门c(16)，开启真空泵(19),抽出样品(13)内多余气体； S5：待管路中形成稳定的水流，管内无气泡后，关闭开关阀门c(16)，执行步骤S6，测试多孔板水通量；或者，执行步骤S7-S9，测试水蒸发速率和起泡压力； S6：开启开关阀门b(14)，液态水经过开关阀门b(14)流向储液瓶(15)；在规定的时间段t内收集液态水质量m，样品(13)的面积为A，多孔板的水通量可由下式计算： S7：开启开关阀门b(14)，调节流量计b(9)，将样品夹具(12)中流体腔内的液态水全部吹出；待管路中观察不到液态水流动时，打开开关阀门d(20)再关闭开关阀门b(14)，调节精密调压阀b(7)与背压阀(22)，使得压力计b(10)的示数比压力计a(5)的示数大于0.1bar； S8：液态水不断在界面处蒸发，被气流携带至干燥器b(21)，称取在规定时间t内干燥器b(21)增加的质量m，样品(13)的面积为A，通过式子计算得：水蒸发速率＝m/At； S9：水蒸发速率测试完毕后，调节背压阀(22)使气体压力增大，直到在样品夹具(12)的水腔侧看到连续上升的气柱，此时压力计b(10)和压力计a(5)的示数差，为样品(13)的起泡压力。 7.根据权利要求6所述的一种多孔板水通量及水蒸发速率的测试方法，其特征在于，所述的样品夹具(12)通过加热棒和热电偶控制其温度为20℃-90℃；所述的样品夹具(12)流体腔压力为0.01～1.0Mpa，通气流量为50-1000ml/min。 8.根据权利要求6所述的一种多孔板水通量及水蒸发速率的测试方法，其特征在于，所述的耐压容器(6)内充气压力为0.01～1.0Mpa，充气流量为10-100ml/min。 9.根据权利要求6所述的一种多孔板水通量及水蒸发速率的测试方法，其特征在于，缓冲瓶(18)内负压为-0.05～-0.095Mpa。 10.根据权利要求6所述的一种多孔板水通量及水蒸发速率的测试方法，其特征在于，水通量收集时间为1～5min，水蒸发速率的收集时间为10～60min，泡点压力测量时，压力升高速率为0.01～0.1Mpa/min。
所属类别：	发明专利