一种水汽冷凝集水分析装置的制作方法

1.本发明涉及生活污水处理淋雨，具体涉及一种水汽冷凝集水分析装置。


背景技术：

2.大气中的水分主要以液态水和气态水形式存在，当温度降至零度以下时，会有固态水产生。水分在不同的温度和压力条件下，其不同相态间可通过汽化、液化等过程进行相互转化。根据液化速度与汽化速度的相对大小关系，空气中的水汽状态都可以划分为以下三种，即未饱和状态、饱和状态、过饱和状态。未饱和状态的相对湿度小于100％，其汽化速度大于液化速度；饱和状态的相对湿度等于100％，其汽化速度等于液化速度；而过饱和状态的相对湿度大于100％，其汽化速度小于液化速度，即有凝结水生成。水汽转化速度主要由温度、压力及水汽密度影响，水汽密度可以由相对湿度来表示；为了在已知条件下，快速达到水汽之间的转换，如空气温度、气压及相对湿度已知，采取何种冷凝温度以快速完成由气到水的转换，应得到相应的水汽转换方程，而为了得到水汽转换方程，又需要相应的分析实验装置。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提出一种水汽冷凝集水分析装置，可通过不同实验数据来分析获取水汽转换方程。
4.本发明所述的一种水汽冷凝集水分析装置，包括由全透明隔热玻璃制作的收集舱，所述收集舱内的侧壁上设有连通所述收集舱内外的进气口，所述进气口设有向外延伸的进气管，所述进气管的远离所述收集舱的一端设有用于将空气导入收集舱的空气泵，所述进气管内设有空气流量计，所述收集舱的侧壁上设有舱内压力测试器及舱内温湿度测试器，所述收集舱设有用于将舱内空气冷凝的冷凝装置。
5.进一步的，所述冷凝装置包括设在所述收集舱外侧壁上的半导体制冷片。
6.进一步的，所述收集舱的四周侧壁上均设有所述半导体制冷片。
7.进一步的，所述收集舱的内侧壁上设有导水面，所述导水面位于所述进气管下方，所述导水面自四周向中部逐渐向下倾斜，所述导水面的底部设有漏孔，所述收集舱的位于所述导水面下方的部分为集水腔。
8.进一步的，所属导水面由疏水材料制作。
9.进一步的，所述集水腔内设有用于限制集水腔内最大水位的水位控制器。
10.进一步的，所述进气管的同所述空气泵相连的管口设有用于防止固体颗粒物进入的纱布。
11.进一步的，所述纱布为300目纱布。
12.进一步的，所述收集舱的侧壁上设有排气口，所述排气口上设有用于打开或关闭所述排气口的排气堵塞头。
13.进一步的，所述收集舱的侧壁上设有用于显示所述集水腔的水位刻度。
14.本发明的有益效果在于，本水汽冷凝集水分析装置分别分析不同条件下饱和温度和水汽含量的关系，并进行拟合分析，可得到饱和水汽方程。该方程可在已知初始条件的基础上，直接求取其饱和时的温度，即可以对其温度进行直接控制，使其快速饱和。同时，分析不同气压条件下液态水的生成量，提高液态水的生成效率。
附图说明
15.图1为本发明所述的水汽冷凝集水分析装置的结构示意图；
16.图2为图1中a部的结构示意图；
17.图中，1—收集舱，2—进气管，3—空气泵，4—空气流量计，5—舱内压力测试器，6—舱内温湿度测试器，7—半导体制冷片，8—导水面，9—漏孔，10—集水腔,11—排气堵塞头，12—水位刻度。
具体实施方式
18.下面结合附图对本发明作进一步说明。
19.如图1及图2所示的一种水汽冷凝集水分析装置，包括由全透明隔热玻璃制作的收集舱1，收集舱1内的侧壁上设有连通收集舱1内外的进气口，进气口设有向外延伸的进气管2，进气管2的远离收集舱1的一端设有用于将空气导入收集舱1的空气泵3，进气管2内设有空气流量计4，收集舱1的侧壁上设有舱内压力测试器5及舱内温湿度测试器6，收集舱1设有用于将舱内空气冷凝的冷凝装置。收集舱1使用全透明的隔热玻璃制作，可以清楚的观察收集舱1内的情况；空气泵3负责将空气通过进气管2送入收集舱1，进气管2内的空气流量计4用于观察空气吸入量的数值；压力测试器5测试收集舱1内的空气压力，温湿度测试器6可以测量收集舱1内的空气温度及空气相对湿度；冷凝装置负责给收集舱1内的空气进行降温，以使空气快速饱和。
20.作为优选的，冷凝装置包括设在收集舱1外侧壁上的半导体制冷片7。通过半导体制冷片7给收集舱1的侧壁进行降温，可靠性相对较高。
21.作为优选的，收集舱1的四周侧壁上均设有半导体制冷片7。在收集舱1的四周设置半导体制冷片7，有利于对收集舱1内的空气进行快速制冷，制冷效果更好。
22.作为优选的，收集舱1的内侧壁上设有导水面8，导水面8位于进气管2下方，导水面8自四周向中部逐渐向下倾斜，导水面8的底部设有漏孔9，收集舱1的位于导水面8下方的部分为集水腔10。导水面8负责将上方冷凝形成的水导入集水腔10。
23.作为优选的，所属导水面8由疏水材料制作。优选的，导水面8为氟化聚乙烯涂层制作。
24.作为优选的，集水腔10内设有用于限制集水腔10内最大水位的水位控制器。通过水位控制器来控制集水腔10的最大水位，避免对装置产生损坏；一般的，水位控制器可以设置为水位报警器，设定水位的最大数值，当集水腔10内的水位达到最大水位后，水位报警器报警，然后通过人工释放一定的水量来保证装置安全。优选的，收集舱1的底部设有用于排水的排水孔及同排水孔配合的排水孔盖。在需要放水时，打开排水孔盖即可放水。
25.作为优选的，进气管2的同空气泵3相连的管口设有用于防止固体颗粒物进入的纱布。通过设置纱布可以避免固体颗粒物进入。
26.作为优选的，所述纱布为300目纱布。
27.作为优选的，收集舱1的侧壁上设有排气口，排气口上设有用于打开或关闭排气口的排气堵塞头11。实验完成后，可以通过打开排气堵塞头11将收集舱1内的废气排出。
28.作为优选的，收集舱1的侧壁上设有用于显示集水腔10的水位刻度12。通过水位刻度12可以了解集水腔10内的水量数值。
29.本实施例的实施方式在于，本水汽冷凝集水分析装置的最终目的在于需要得到一个水汽饱和方程，以求取在现有相对湿度及温度的条件下，使其最快达到饱和的温度，那么，我们需要通过设置变量与不变量的方式来获得相应的水汽饱和方程；影响水汽转化速度的主要因素分别为温度、气压、水汽密度以及冷凝温度，水汽密度可以有相对湿度来间接表示，具体的操作如下：
30.步骤一，打开空气泵3，将初始温度为10℃、相对湿度约为80％的空气的导入收集舱1，当舱内压力测试器5的数值为一个大气压时，导气停止，同时，读取并记录空气流量计4的数值，即进入箱内的气体体积。之后，逐步将半导体制冷片7的温度调低，直至相对湿度的读数为100％时停止，并使相对湿度保持稳定，设备自动记录箱内的温度值。一段时间后，测量储水装置中液态水的生成量。此后依次导入初始温度为15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、相对湿度约为80％的空气导入并依次记录以上数据。
31.步骤二，打开空气泵3，将初始相对湿度为30％的空气导入收集舱1，当舱内压力测试器5的数值为一个大气压时，导气停止，同时记录空气温度，读取并记录空气流量计4的数值。之后，逐步将半导体制冷片7的温度调低，直至相对湿度的读数为100％时停止，并使相对湿度保持稳定，记录收集舱1内的温度值。一段时间后，测量液态水的生成量。此后依次将相对湿度为40％、50％、60％、70％、80％、90％及95％的空气导入收集舱1并依次记录以上数据；
32.步骤三：打开空气泵3，将湿空气导入收集舱1，逐步调节半导体制冷片7的温度，直至相对湿度的读数分别为100％、105％、110％、115％、120％，并使相对湿度保持稳定，记录箱内的温度值和气压值。当舱内压力测试器5的数值为一个大气压时，导气停止，同时，读取并记录空气流量计4的数值和舱内压力测试器5的数值。之后，一段时间后，测量液态水的生成量。
33.步骤四：本水汽冷凝集水分析装置分别分析不同条件下饱和温度和水汽含量的关系，并进行拟合分析，可得到饱和水汽方程。该方程可在已知初始条件的基础上，直接求取其饱和时的温度，即可以对其温度进行直接控制，使其快速饱和。同时，分析不同气压条件下液态水的生成量，提高液态水的生成效率。
34.实验完成后，打开排气堵塞头11将废弃排出，然后打开排水孔盖将水放出。
35.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。