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原文传递一种堆体阻力测定装置及阻力系数获取方法

专利名称：	一种堆体阻力测定装置及阻力系数获取方法
摘要：	本发明涉及一种堆体阻力测定装置及阻力系数获取方法，其包括风洞主体、通风量采集系统、金属孔板容器、通风系统、进风气流温控调节系统和气流静压差测量系统；风洞主体由出口段、第一风洞收缩段、第一风洞稳定段、风洞试验段、第二风洞稳定段、第二风洞收缩段和进口段构成；出口段依次与第一风洞收缩段、第一风洞稳定段、风洞试验段、第二风洞稳定段、进口段和第二风洞收缩段连接；位于出口段处设置有通风量采集系统，并在风洞试验段内设置有金属孔板容器，通风系统与金属孔板容器连接，进风气流温控调节系统和气流静压差测量系统都与风洞试验段连接。本发明可得到整个堆肥阶段堆体的阻力及阻力系数，为堆体内部环境条件进行CFD模拟奠定了基础。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	农业部规划设计研究院
发明人：	孟海波;程琼仪;沈玉君;程红胜
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-02T00:00:00+0800
发布日期：	2019-04-26T00:00:00+0800
申请号：	CN201910107403.9
公开号：	CN109682714A
代理机构：	北京纪凯知识产权代理有限公司
代理人：	孙楠
分类号：	G01N7/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N7
申请人地址：	100125 北京市朝阳区麦子店街41号
主权项：	1.一种堆体阻力测定装置，其特征在于：包括风洞主体、通风量采集系统、金属孔板容器、通风系统、进风气流温控调节系统和气流静压差测量系统；所述风洞主体由出口段、第一风洞收缩段、第一风洞稳定段、风洞试验段、第二风洞稳定段、第二风洞收缩段和进口段构成；所述出口段依次与所述第一风洞收缩段、所述第一风洞稳定段、所述风洞试验段、所述第二风洞稳定段、所述进口段和所述第二风洞收缩段连接；位于所述出口段处设置有所述通风量采集系统，并在所述风洞试验段内设置有所述金属孔板容器，所述通风系统与所述金属孔板容器连接，所述进风气流温控调节系统和所述气流静压差测量系统都与所述风洞试验段连接。 2.如权利要求1所述装置，其特征在于：所述通风量采集系统包括负压风洞风机、风洞风机变频器、风洞流量计和流量数据采集仪；所述负压风洞风机设置在所述出口段的出口处，所述负压风洞风机的控制端与所述风洞风机变频器连接；位于所述出口段侧壁上设置有所述风洞流量计，所述风洞流量计将采集到的所述出口段内风量数据传输至所述流量数据采集仪。 3.如权利要求1所述装置，其特征在于：所述通风系统包括堆肥系统通风管道、堆肥通风正压风机、通风变频器和PLC；所述堆肥系统通风管道一端位于所述金属孔板容器的底部，所述金属孔板容器内装满堆肥；所述堆肥系统通风管道另一端与所述堆肥通风正压风机的出口连接，所述堆肥通风正压风机的控制端经所述通风变频器与所述PLC连接。 4.如权利要求3所述装置，其特征在于：位于所述金属孔板容器底部的所述堆肥系统通风管道上设置有若干小孔。 5.如权利要求3所述装置，其特征在于：所述进风气流温控调节系统包括进风气流加热器、加热变频器、进风温度探头、堆体温度探头、显示器和所述PLC；所述风气流加热器设置在所述进口段的前端，所述风气流加热器的控制端经所述加热变频器与所述PLC连接；位于所述风洞试验段内，在所述金属孔板容器外部靠近所述进口段侧设置有所述进风温度探头；位于所述金属孔板容器的堆肥内，设置有若干所述堆体温度探头；所述进风温度探头和所述堆体温度探头将采集到的温度信息传输至所述PLC，所述PLC根据接收到的信息控制所述加热变频器工作；所述进风温度探头和所述堆体温度探头采集到的温度信息还传输至所述显示器。 6.如权利要求1所述装置，其特征在于：所述气流静压差测量系统包括压力探头、压差计和数据采集器；位于所述第二风洞稳定段内，靠近所述风洞试验段处设置有所述压力探头，在所述风洞试验段内所述金属孔板容器外部靠近所述第一风洞稳定段处也设置有所述压力探头；所述压力探头将检测到的压力信号经所述压差计传输至所述数据采集器。 7.如权利要求1至6任一项所述装置，其特征在于：所述进口段的进风口处设置有蜂窝器。 8.如权利要求7所述装置，其特征在于：位于所述进口段的所述蜂窝器内侧设置有两块阻尼网。 9.一种基于如权利要求1至8任一项所述装置的堆体阻力系数获取方法，其特征在于包括以下步骤： 1)在金属孔板容器为空置状态时，在至少5个等级的风洞通风量情况下分别测量与之对应的风洞试验段气流阻力； 2)将金属孔板容器内装满堆肥，在与步骤1)相同的风洞通风量情况下分别测量与此风速下对应的风洞试验段气流阻力； 3)根据堆体温度探头与进风温度探头所测得温度，通过PLC调控加热变频器运行，从而调节进风气流加热器的功率，使得进风温度与堆体温度无差异；通过风洞风机变频器调节负压风洞风机风量，与步骤1)、步骤2)中通风量相同，重复步骤1)，得到不同通风量下在某一堆肥阶段气流经过风洞试验段的阻力； 4)将金属孔板容器1分别为空置及装满堆体时，在相同通风量情况下得到的气流阻力相减，取绝对值，可得到在不同通风量情况下堆体的气流阻力； 5)根据风洞气流流量与风洞进风速度的关系式，得到不同通风量对应的进风速度；将不同进风速度及相应情况下的堆体阻力进行一元二次回归，且设置常数项为零，得到在某一堆肥阶段堆体的阻力系数； 6)在堆体产热量变化幅度为10％时，或1天/次时，两者中选取小值，开启负压风洞风机，重复步骤1)至步骤5)，得到堆肥整个阶段堆体的阻力系数。 10.如权利要求9所述方法，其特征在于：风洞气流流量与风洞进风速度的关系式为： Q＝VS 式中，Q为风洞气流流量，单位为m3s-1；V为风洞试验段气流速度，单位为m s-1；S为风洞试验段截面积，单位为m2。
所属类别：	发明专利