[發明專利]加熱流體在多孔介質中傳熱傳質的二維試驗裝置和方法

在審

• 申請號: 202310273951.5
• 申請日: 2023-03-17
• 公開（公告）號: CN116297646A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 胡黎明;陳植欣
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N25/18
• 分類號: G01N25/18;G01N25/20;G01N15/08
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 喬改利

1.一種加熱流體在多孔介質中傳熱傳質的二維試驗裝置，其特征在于，所述二維試驗裝置包括氣體發生裝置、試驗裝置箱，所述試驗裝置箱中容納有第一溫度的多孔介質材料；

所述氣體發生裝置，用于生成第二溫度下的加熱流體，并向所述試驗裝置箱注入所述加熱流體；所述加熱流體用于提高所述多孔介質材料的溫度，所述第二溫度高于所述第一溫度；

所述試驗裝置箱，用于接收所述加熱流體，并輸出第一流體；所述第一流體為所述二維試驗裝置箱中的所述多孔介質材料內的所述第一溫度與氣壓，受到所述加熱流體的影響后產生的流體。

2.根據權利要求1所述的二維試驗裝置，其特征在于，所述二維試驗裝置還包括抽提裝置，所述抽提裝置包括冷凝子裝置和抽提子裝置；

所述冷凝子裝置，用于接收所述試驗裝置箱輸出的所述第一流體，并將所述第一流體進行冷凝處理得到冷凝水；

所述抽提子裝置，用于抽取所述冷凝子裝置中的所述冷凝水。

3.根據權利要求1所述的二維試驗裝置，其特征在于，所述二維試驗裝置包括加熱格柵、恒溫控制器和恒溫控制面板，所述恒溫控制器與所述加熱格柵連接；

所述恒溫控制器，用于獲取通過所述恒溫控制面板輸入的第三溫度，并根據所述第三溫度對所述加熱格柵的溫度進行控制；

所述加熱格柵，用于利用所述加熱格柵的溫度對所述多孔介質材料進行加熱。

4.根據權利要求1所述的二維試驗裝置，其特征在于，所述二維試驗裝置還包括分流裝置和伴生加熱器，所述分流裝置設置于所述氣體發生裝置和所述伴生加熱器之間，所述分流裝置與所述試驗裝置箱連接，且所述伴生加熱器設置于所述分流裝置和所述試驗裝置箱連接的管道中；

所述分流裝置，用于對所述加熱流體進行分流，得到與各所述管道一一對應的各路分流氣體，并向對應的所述管道輸入所述分流氣體；

所述伴生加熱器，用于根據所述管道中輸入的所述分流氣體的溫度，對所述管道進行加熱_。

5.根據權利要求1所述的二維試驗裝置，其特征在于，所述試驗裝置箱的箱體的材料為聚四氟乙烯材料；所述箱體的各箱板采用螺絲和高溫密封膠進行連接密封；所述試驗裝置箱的長、寬和高的比例為10:1:5；

所述試驗裝置箱的箱體，用于容納所述多孔介質材料。

6.根據權利要求5所述的二維試驗裝置，其特征在于，所述箱體的外側與耐火玻璃采用蝴蝶鎖扣與四氟乙烯墊片密封，所述耐火玻璃的外側鋪設保溫毯；

所述保溫毯，用于對所述耐火玻璃進行隔熱保溫。

7.根據權利要求6所述的二維試驗裝置，其特征在于，所述耐火玻璃的外側布設有熱紅外成像儀，所述多孔介質材料的內部布設有溫度傳感器；

所述溫度傳感器，用于實時獲取所述多孔介質材料的溫度；

所述熱紅外成像儀，用于獲取所述耐火玻璃的溫度場分布，并通過同一時刻下與所述溫度傳感器獲取的所述多孔介質材料的溫度對比，確定所述多孔介質材料的溫度場。

8.根據權利要求1所述的二維試驗裝置，其特征在于，所述多孔介質材料的內部布設有壓力傳感器；

所述壓力傳感器，用于實時獲取所述多孔介質材料中的所述第一流體的壓力。

9.權利要求1所述的二維試驗裝置，其特征在于，所述試驗裝置箱的兩端設置有用于注入所述加熱流體的流體注入口；所述試驗裝置箱的中間設置有抽提井，所述抽提井的頂部設置流體抽提口；

所述流體注入口，用于將所述加熱流體注入所述試驗裝置箱，使得所述加熱流體與所述試驗裝置箱內的所述多孔介質材料進行傳熱，以得到所述第一流體；

所述流體抽提口，用于抽取試驗裝置箱中的所述第一流體。

10.一種加熱流體在多孔介質中傳熱傳質的二維試驗方法，其特征在于，所述方法包括：

生成第二溫度下的加熱流體，并向所述試驗裝置箱注入所述加熱流體；所述加熱流體用于提高所述多孔介質材料的溫度，所述第二溫度高于所述第一溫度；

接收所述加熱流體，并輸出第一流體；所述第一流體為所述二維試驗裝置箱中的所述多孔介質材料內的所述第一溫度與氣壓，受到所述加熱流體的影響后產生的流體。