[發明專利]測定凈化單位質量的水所需最小能量的裝置和方法

有效

• 申請號: 201410585666.8
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104297563A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 胡再國;雍志華;羅明蓉;鄒旭敏;饒大慶;穆萬軍;梁雅庭;劉石丹;何原;于白茹;田野中;朱俊;李偉
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01R22/06
• 分類號: G01R22/06;C02F1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及物理參數的測量領域，該測量裝置也可以用于飲用水的凈化，也可以用于海水的淡化。

背景技術

在鄭宏飛編著的化學工業出版社出版的“太陽能海水淡化原理與技術，2013年1月第一版，p4-7”的“第三節?海水淡化過程的理論功耗及蒸餾過程的最小耗熱量”，某一溫度T的單位質量的水氣化變成氣態的水、然后再冷卻成單位質量的溫度為T的水，看似一個不需要能量消耗，在事實上總是要需要加熱、冷卻等過程，總是需要消耗熱量，于是，該書從理論上提出一個最小的能量消耗的能量值，由于理論需要實踐進行證明，雖然現在技術上能量消耗還遠遠大于理論上的能量消耗值，但是，這并不能夠證明理論就一定正確。

發明內容

本發明的目的在于提出在一個穩態條件下，測量溫度為T的單位質量的水、經歷氣化后，再冷卻到同溫度T，單位質量的水所消耗能量的測量裝置和測量方法。

本發明實現發明目的采用的技術方案是：一種測定凈化單位質量的水所需最小能量的裝置，其特征是：一個雙層材料構成的保溫絕熱容器，內層材料的外側底部和外層材料的內側底部之間有至少三個絕熱墊，絕熱墊為導熱性能差的材料，絕熱墊支撐內層材料以及容器內部液體的重量，兩層材料之間為真空；雙層材料之間有三個通孔，三個通孔是三個管道，管道的兩端開口分別位于內層材料的內側和外層材料的外側，三個通孔分別是冷凝管下端開口、進水管、電加熱器線路管，三個通孔都有管壁與雙層材料之間的真空隔絕，底部的通孔連接容器內部的冷凝管的下端，冷凝管由導熱性能較好的材料（如銅質金屬管）構成，容器內部容納水，水面上方有一個冷凝管喇叭口，冷凝管喇叭口尾部連通一根螺旋狀的冷凝管的上端，冷凝管下端開口位于保溫絕熱容器的底部，冷凝管管路上有多個冷凝管凹陷部，冷凝管凹陷部兩端的管徑縮小到原管徑的1/2-1/5或者冷凝管凹陷部的管徑擴大到原管徑的2-3倍，冷凝管凹陷部的冷凝管的上端平滑、下端產生形變，從而在冷凝管的管路上形成凹陷位置，凹陷位置能夠滯留水分，促進滯留的冷凝水更長時間與冷凝管外的水進行熱量傳遞，促進水蒸氣的潛熱更有效地傳遞給冷凝管外的水分；保溫絕熱容器的底部有一個進水管，進水管連通一個體積較大的容器，以促使保溫絕熱容器內側的液面保持穩定；保溫絕熱容器內有一個電加熱器，電加熱器的上方是沸騰的水分，電加熱器距離液面的距離為距離保溫絕熱容器底部的距離之比為1/10-1/100。

有一個抽氣管連接雙層材料，抽氣管內有單向閥門，抽氣管兩端開口，兩端開口分別位于外層材料的內側和外側，抽氣管位于外層材料的外側開口連接到抽氣機，抽氣時單向閥門打開、移除抽氣機后單向閥門關閉。

給電加熱器通電加熱，水蒸氣從冷凝管喇叭口進入冷凝管，水蒸氣冷凝后沿著螺旋狀的冷凝管向下流動，部分水分滯留在冷凝管凹陷部，進一步向冷凝管外的水分傳遞熱量，當冷凝水超過冷凝管凹陷部的容積后，將沿著冷凝管繼續向下移動，移動到下一個冷凝管凹陷部或者通過冷凝管下端的冷凝管下端開口流出；當冷凝管下端開口有穩定的水流時，在當冷凝管的開口端放置一個水杯，并同時啟動計時器，記錄加熱器電路中的功率計的功率或者電度表的起始度數；等到水杯的水量達到單位質量，然后移除水杯、同時停止計時，記錄時間或者電度表的度數，則凈化單位質量的水所需最小能量為功率計的功率與計時器記錄的時間差的乘積或者電度表的讀數差。

本發明的有益效果是：本發明的裝置用于測定物理參數凈化單位質量的水所需最小能量；本裝置也能夠用于單位制作冷凝水。

附圖說明

圖1是測量凈化單位質量的水所需最小能量的裝置，圖2是冷凝管凹陷部示意圖。

其中，1、容器，2、抽氣管，3、絕熱墊，4、冷凝管下端開口，5、進水管，6、冷凝管，7、冷凝管凹陷部，8、電加熱器線路管，9、電加熱器，10、液面，11、冷凝管喇叭口。

具體實施方式