【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微波辅助喷雾干燥试验设备，尤其涉及一种微波-热风协同作用的单液滴蒸发测量装置及方法。
技术介绍
1、喷雾干燥技术广泛应用于医药、化工、食品和农业等领域，主要是用于产品干燥、固液分离、结晶造粒和粉体制备等。该技术的原理是将原料液通过雾化器雾化成无数个液滴，然后喷进热空气中进行干燥，最终得到粉状产品。然而，有研究人员指出，雾滴在喷雾干燥的后期，由于表面析出了固体外壳，液滴内部的物料与热空气之间存在传热传质效率过低的问题，这也导致传统喷雾干燥技术的入口空气温度要求都比较高，而在传统喷雾干燥系统的雾滴干燥过程中，加入微波场，通过液相中的水分子在微波交变电场作用下的高频旋转或者往复振动，与周围的分子发生碰撞，从而产生大量的热量，从而使物料的温度迅速升高，该技术可以大幅提高分离效率并降低能源消耗。
2、喷雾干燥技术中液体是以无数个液滴的形式与热空气发生传热传质，因而，对单个液滴蒸发过程的研究有助于指导和改善喷雾干燥技术的研究。然而，现有的单液滴蒸发实验装置主要用于测量液滴在高温高压或常规条件下的蒸发过程，无法在微波条件下进行测量。因而，现有技术都不能测量液滴在微波和热空气对流协同作用下的蒸发过程，从而提供一种微波-热风协同作用的单液滴蒸发测量装置及方法，用于解决上述问题。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种微波-热风协同作用的单液滴蒸发测量装置及方法，能够实现在微波和热空气对流协同作用下，对液滴进行观测，有助于指导和改善喷雾干燥技术的研究。p>
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种微波-热风协同作用的单液滴蒸发测量装置，包括：
3、环境仓，内置有用于悬挂单液滴的液滴悬挂组件；
4、微波组件，用于向所述单液滴发射微波；
5、空气处理组件，用于向所述环境仓内供给对流热空气；
6、观测组件，包括用于获取所述液滴悬挂组件内粗石英丝挠度的第一观测单元，用于获取所述单液滴温度分布的第二观测单元，用于获取所述单液滴外观以及所述单液滴粒径的第三观测单元。
7、进一步的，还包括：水箱，设置在所述环境仓一侧；
8、微波导管，一端与所述水箱连通，另一端与所述环境仓连通，所述微波导管用于将所述环境仓内未被吸收的微波导入所述水箱。
9、进一步的，还包括：透明窗体，设置在所述环境仓一侧壁，所述观测组件设置在所述环境仓与所述透明窗体相对的侧壁上，所述透明窗体表面覆盖有第一微波屏蔽网；
10、透光纸，表面具有刻度且覆盖在所述透明窗体表面。
11、进一步的，所述第一观测单元为固定在所述环境仓内的第一光学摄像仪；
12、所述第二观测单元为固定在所述环境仓内的微距红外摄像仪；
13、所述第三观测单元为固定在所述环境仓内的第二光学摄像仪。
14、进一步的，所述空气处理组件包括：加热器，进气端与风机出气端连通，用于加热供给空气；
15、加湿器，进气端与所述加热器出气端连通，用于加湿所述供给空气；
16、所述加湿器出气端在第一位置与第二位置切换，在所述第一位置，所述加湿器出气端与所述环境仓底进气端连通，在所述第二位置，所述加湿器出气端与所述环境仓顶出气端连通并向所述环境仓内悬挂单液滴。
17、进一步的，还包括：温度控制器，设置在所述加湿器出气端用于获取空气温度；
18、湿度控制器，设置在所述加湿器出气端用于获取空气湿度；
19、风速控制器，设置在所述环境仓顶出气端用于获取所述环境仓内风速。
20、进一步的，所述微波组件包括：微波发射器，设置在所述环境仓外；
21、电源，与所述微波发射器连接。
22、进一步的，所述液滴悬挂组件包括：粗石英丝，固定在所述环境仓内，且一端垂直设置在所述环境仓内，
23、细石英丝，一端与所述粗石英丝另一端相连并自然悬挂。
24、进一步的，所述环境仓包括：屏蔽仓体，顶端和底端分别开设有通气口；
25、一对第二微波屏蔽网，设置在所述屏蔽仓体内且分别固定在所述仓体顶部和底部；
26、仓门，设置在所述屏蔽仓体一侧，且所述观测组件设置在所述仓门上。
27、一种微波-热风协同作用的单液滴蒸发测量方法，试验步骤包括：
28、s1、启动微波组件和空气处理组件，调节环境仓内环境至预定条件；
29、s2、向液滴悬挂组件悬挂单液滴；
30、s3、启动观测组件；
31、s4、观测粗石英丝挠度和单液滴粒径计算单液滴蒸发速率，观测单液滴温度计算单液滴传热速率。
32、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
33、通过设置空气处理组件向环境仓内提供满足预设温度、预设湿度和预设风速的温湿度对流环境，并通过微波组件在环境仓内形成满足预设条件的微波环境，将单液滴悬挂在液滴悬挂组件上，并通过观测组件观察粗石英丝挠度、单液滴温度分布、单液滴外观以及单液滴粒径。
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1.一种微波-热风协同作用的单液滴蒸发测量装置，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的微波-热风协同作用的单液滴蒸发测量装置，其特征在于：还包括：水箱(51)，设置在所述环境仓一侧；
3.根据权利要求1所述的微波-热风协同作用的单液滴蒸发测量装置，其特征在于：还包括：透明窗体(14)，设置在所述环境仓一侧壁，所述观测组件设置在所述环境仓与所述透明窗体(14)相对的侧壁上，所述透明窗体(14)表面覆盖有第一微波屏蔽网；
4.根据权利要求1所述的微波-热风协同作用的单液滴蒸发测量装置，其特征在于：所述第一观测单元为固定在所述环境仓内的第一光学摄像仪(41)；
5.根据权利要求1所述的微波-热风协同作用的单液滴蒸发测量装置，其特征在于：所述空气处理组件包括：加热器(81)，进气端与风机(71)出气端连通，用于加热供给空气；
6.根据权利要求5所述的微波-热风协同作用的单液滴蒸发测量装置，其特征在于：还包括：温度控制器(92)，设置在所述加湿器(91)出气端用于获取空气温度；
7.根据权利要求1所述的微波-热风
8.根据权利要求1所述的微波-热风协同作用的单液滴蒸发测量装置，其特征在于：所述液滴悬挂组件包括：粗石英丝(31)，固定在所述环境仓内，且一端垂直设置在所述环境仓内，
9.根据权利要求1所述的微波-热风协同作用的单液滴蒸发测量装置，其特征在于：所述环境仓包括：屏蔽仓体(11)，顶端和底端分别开设有通气口；
10.一种微波-热风协同作用的单液滴蒸发测量方法，根据权利要求1所述的微波-热风协同作用的单液滴蒸发测量装置，其特征在于：试验步骤包括：
...【技术特征摘要】
1.一种微波-热风协同作用的单液滴蒸发测量装置，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的微波-热风协同作用的单液滴蒸发测量装置，其特征在于：还包括：水箱(51)，设置在所述环境仓一侧；
3.根据权利要求1所述的微波-热风协同作用的单液滴蒸发测量装置，其特征在于：还包括：透明窗体(14)，设置在所述环境仓一侧壁，所述观测组件设置在所述环境仓与所述透明窗体(14)相对的侧壁上，所述透明窗体(14)表面覆盖有第一微波屏蔽网；
4.根据权利要求1所述的微波-热风协同作用的单液滴蒸发测量装置，其特征在于：所述第一观测单元为固定在所述环境仓内的第一光学摄像仪(41)；
5.根据权利要求1所述的微波-热风协同作用的单液滴蒸发测量装置，其特征在于：所述空气处理组件包括：加热器(81)，进气端与风机(71)出气端连通，用于加热供给空气；
...【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮，甄树聪，方学友，虞晶，夏玉江，王文豪，张婷婷，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：
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