CN107957393A - 一种多相流管流-射流冲刷试验装置及试验方法 - Google Patents

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罗敏
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Abstract

本发明公开了一种多相流管流‑射流冲刷试验装置及试验方法，包括循环槽、搅拌装置、磁力管路循环泵、管道冲刷管和射流冲刷管；搅拌装置设置在循环槽内；循环槽的底部设置有出口，循环槽的顶部设置有两个管入口；循环槽的底部通过管道连接磁力管路循环泵的输入端，磁力管路循环泵的输出端分为两路支管路，为第一管路和第二管路，第一管路连接循环槽顶部的一个管入口，第二管路上设置有管道冲刷管；第二管路分为两个支管路，为第三管路和第四管路；第三管路和第四管路均连接到循环槽顶部的另一个管入口；第四管路上设置有射流冲刷管；本发明的丝束电极，能准确获得电极表面电化学参数分布信息、对电极表面平整度要求不高、扫描快、数据同步性高。

Description

一种多相流管流-射流冲刷试验装置及试验方法
技术领域
本发明属于冲刷腐蚀方法领域，特别涉及一种多相流管流-射流冲刷试验装置及试验方法。
背景技术
冲刷腐蚀是一种危害性较大的局部腐蚀，现有研究工作中采用的研究手段及方法多是基于宏观条件下的实验研究，仅能获得整体电极的统计平均的冲刷腐蚀信息。由于传统的电化学研究方法通常以大面积金属电极为对象，测试结果仅能反映电极不同局部位置的整体统计结果，难以准确表征界面上的电化学不均一性，故而具有一定的局限性。丝束电极技术能够提供电极表面各点电化学参数的分布信息，进而有效的表征电极/溶液界面的电化学不均一性，为局部腐蚀研究提供了一个新的途径。在流动场内加入丝束电极技术的这种试验方法目前还没有人采用。而且也没有相关装置及方法对局部腐蚀问题进行研究、表征。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多相流管流-射流冲刷试验装置及试验方法，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种多相流管流-射流冲刷试验装置，包括循环槽、磁力管路循环泵、管道冲刷管和射流冲刷管；循环槽内设置有搅拌装置；循环槽的底部设置有出口，循环槽的顶部设置有两个管入口；循环槽的底部通过管道连接磁力管路循环泵的输入端，磁力管路循环泵的输出端分为两路支管路，分别为第一管路和第二管路，第一管路连接循环槽顶部的一个管入口，第二管路上设置有管道冲刷管；第二管路分为两个支管路，分别为第三管路和第四管路；第三管路和第四管路均连接到循环槽顶部的另一个管入口；第四管路上设置有射流冲刷管；管道冲刷管和射流冲刷管内均设置有三电极体系，包括丝束电极、对电极和参比电极；管道冲刷管内的一个电极为丝束电极，保证管道内液体从丝束电极表面流过；射流冲刷管内的一个电极为丝束电极，保证丝束电极表面迎着管道内液体的流动方向。
进一步的，第二管路上沿管路方向依次设置有压力表、流量计和补液管，补液管设置在管道冲刷管外侧。
进一步的，第二管路的分管口和压力表之间设置有第四球阀；第三管路上设置有第五球阀；第四管路上设置有第六球阀；第一管路上设置有第三球阀。
进一步的，循环槽的上方设置有搅拌电机，搅拌电机的输出端连接搅拌装置。
进一步的，循环槽和磁力管路循环泵之间设置有止回阀，循环槽连接有用于给循环槽内恒温的恒温器。
进一步的，循环槽与止回阀之间设置有第二球阀；循环槽底部分为两路管道，一路连接止回阀，另一路端部设置有第一球阀。
进一步的，一种基于多相流管流-射流冲刷试验装置的试验方法，所述多相流管流-射流冲刷试验装置包括循环槽、磁力管路循环泵、管道冲刷管和射流冲刷管；循环槽内设置有搅拌装置；循环槽的底部设置有出口，循环槽的顶部设置有两个管入口；循环槽的底部通过管道连接磁力管路循环泵的输入端，磁力管路循环泵的输出端分为两路支管路，分别为第一管路和第二管路，第一管路连接循环槽顶部的一个管入口，第二管路上设置有管道冲刷管；第二管路分为两个支管路，分别为第三管路和第四管路；第三管路和第四管路均连接到循环槽顶部的另一个管入口；第四管路上设置有射流冲刷管；管道冲刷管和射流冲刷管内均设置有三电极体系，包括丝束电极、对电极和参比电极；；管道冲刷管内的一个电极为丝束电极，保证管道内液体从丝束电极表面流过；射流冲刷管内的一个电极为丝束电极，保证丝束电极表面迎着管道内液体的流动方向；
第二管路上沿管路方向依次设置有压力表、流量计和补液管，补液管设置在管道冲刷管外侧；
第二管路的分管口和压力表之间设置有第四球阀；第三管路上设置有第五球阀；第四管路上设置有第六球阀；第一管路上设置有第三球阀；
循环槽的上方设置有搅拌电机，搅拌电机的输出端连接搅拌装置；
循环槽和磁力管路循环泵之间设置有止回阀，循环槽连接有用于给循环槽内恒温的恒温器；
循环槽与止回阀之间设置有第二球阀；循环槽底部分为两路管道，一路连接止回阀，另一路端部设置有第一球阀；
所述基于多相流管流-射流冲刷试验装置的试验方法，包括以下步骤：
1)当进行多相流试验时，关闭第二球阀和第一球阀，将配好的溶液体系装入循环槽中，打开搅拌电机和恒温器，搅拌装置使溶液在保持温度不变的情况下充分混合均匀；
2)打开第二球阀和磁力管路循环泵，溶液通过磁力管路循环泵运输到各个管路；
3)当进行管流段测试时，关闭第六球阀，打开第五球阀，溶液经过管流冲刷段，冲刷丝束电极的表面，之后流经第五球阀返回循环槽内；通过电化学工作站记录丝束电极上的电化学参数信息；
4)当进行射流段测试时，将管流冲刷段换成与管路相同材质的直管，并关第五球阀，打开第六球阀，液体经第六球阀管段流过射流冲刷段，之后流回循环槽内，通过电化学工作站记录丝束电极上的电化学参数信息。
与现有技术相比，本发明有以下技术效果：
本发明采用丝束电极，能较准确获得电极表面电化学参数分布信息、对电极表面平整度要求不高、扫描速度快、数据同步性高，并且其测控系统具有测量精度和可靠性高、通用性强、自动化程度高、便于连续监测等特点，而被广泛应用于防锈油膜评价、有涂层失效、微生物腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀研究工作中，并取得重要进展；同时，相对微区电化学测试技术而言，丝束电极技术的空间分辨率较低，可通过减小微电极直径及其间距进一步提高。
本发明将管流段测试和射流段测试结合在一起，节省试验成本。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
其中：1、恒温器；2、第一球阀；3、第二球阀；4、止回阀；5、磁力管路循环泵；6、第三球阀；；7、第四球阀；8、压力表；9、流量计；10、补液管；11、管流冲刷管；12、搅拌电机；13、第五球阀；14、第六球阀；15、射流冲刷管；16、循环槽。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进一步说明：
请参阅图1，一种多相流管流-射流冲刷试验装置，包括循环槽16、磁力管路循环泵5、管道冲刷管11和射流冲刷管15；循环槽16内设置有搅拌装置；循环槽16的底部设置有出口，循环槽16的顶部设置有两个管入口；循环槽16的底部通过管道连接磁力管路循环泵5的输入端，磁力管路循环泵5的输出端分为两路支管路，分别为第一管路和第二管路，第一管路连接循环槽16顶部的一个管入口，第二管路上设置有管道冲刷管11；第二管路分为两个支管路，分别为第三管路和第四管路；第三管路和第四管路均连接到循环槽16顶部的另一个管入口；第四管路上设置有射流冲刷管15；管道冲刷管11和射流冲刷管15内均设置有三电极体系，包括丝束电极、对电极和参比电极；管道冲刷管11内的一个电极为丝束电极，保证管道内液体从丝束电极表面流过；射流冲刷管15内的一个电极为丝束电极，保证丝束电极表面迎着管道内液体的流动方向。
第二管路上沿管路方向依次设置有压力表8、流量计9和补液管10，补液管10设置在管道冲刷管11外侧。
第二管路的分管口和压力表8之间设置有第四球阀7；第三管路上设置有第五球阀13；第四管路上设置有第六球阀14；第一管路上设置有第三球阀6。
循环槽16的上方设置有搅拌电机12，搅拌电机12的输出端连接搅拌装置。
循环槽16和磁力管路循环泵5之间设置有止回阀4，循环槽16连接有用于给循环槽16内恒温的恒温器1。
循环槽16与止回阀4之间设置有第二球阀3；循环槽16底部分为两路管道，一路连接止回阀4，另一路端部设置有第一球阀2。
所述基于多相流管流-射流冲刷试验装置的试验方法，包括以下步骤：
1)当进行多相流试验时，关闭第二球阀3和第一球阀2，将配好的溶液体系装入循环槽中，打开搅拌电机12和恒温器1，搅拌装置使溶液在保持温度不变的情况下充分混合均匀；
2)打开第二球阀3和磁力管路循环泵5，溶液通过磁力管路循环泵5运输到各个管路；
3)当进行管流段测试时，关闭第六球阀14，打开第五球阀13，溶液经过管流冲刷段7，冲刷丝束电极的表面，之后流经第五球阀13返回循环槽16内；通过电化学工作站记录丝束电极上的电化学参数信息；
4)当进行射流段测试时，将管流冲刷段换成与管路相同材质的直管，并关第五球阀13，打开第六球阀14，液体经第六球阀14管段流过射流冲刷段，之后流回循环槽内，通过电化学工作站记录丝束电极上的电化学参数信息。

Claims (7)

1.一种多相流管流-射流冲刷试验装置，其特征在于，包括循环槽(16)、磁力管路循环泵(5)、管道冲刷管(11)和射流冲刷管(15)；循环槽(16)内设置有搅拌装置；循环槽(16)的底部设置有出口，循环槽(16)的顶部设置有两个管入口；循环槽(16)的底部通过管道连接磁力管路循环泵(5)的输入端，磁力管路循环泵(5)的输出端分为两路支管路，分别为第一管路和第二管路，第一管路连接循环槽(16)顶部的一个管入口，第二管路上设置有管道冲刷管(11)；第二管路分为两个支管路，分别为第三管路和第四管路；第三管路和第四管路均连接到循环槽(16)顶部的另一个管入口；第四管路上设置有射流冲刷管(15)；管道冲刷管(11)和射流冲刷管(15)内均设置有三电极体系，包括丝束电极、对电极和参比电极；管道冲刷管(11)内的一个电极为丝束电极，保证管道内液体从丝束电极表面流过；射流冲刷管(15)内的一个电极为丝束电极，保证丝束电极表面迎着管道内液体的流动方向。
2.根据权利要求1所述的一种多相流管流-射流冲刷试验装置，其特征在于，第二管路上沿管路方向依次设置有压力表(8)、流量计(9)和补液管(10)，补液管(10)设置在管道冲刷管(11)外侧。
3.根据权利要求2所述的一种多相流管流-射流冲刷试验装置，其特征在于，第二管路的分管口和压力表(8)之间设置有第四球阀(7)；第三管路上设置有第五球阀(13)；第四管路上设置有第六球阀(14)；第一管路上设置有第三球阀(6)。
4.根据权利要求1所述的一种多相流管流-射流冲刷试验装置，其特征在于，循环槽(16)的上方设置有搅拌电机(12)，搅拌电机(12)的输出端连接搅拌装置。
5.根据权利要求1所述的一种多相流管流-射流冲刷试验装置，其特征在于，循环槽(16)和磁力管路循环泵(5)之间设置有止回阀(4)，循环槽(16)连接有用于给循环槽(16)内恒温的恒温器(1)。
6.根据权利要求5所述的一种多相流管流-射流冲刷试验装置，其特征在于，循环槽(16)与止回阀(4)之间设置有第二球阀(3)；循环槽(16)底部分为两路管道，一路连接止回阀(4)，另一路端部设置有第一球阀(2)。
7.一种基于多相流管流-射流冲刷试验装置的试验方法，其特征在于，所述多相流管流-射流冲刷试验装置包括循环槽(16)、磁力管路循环泵(5)、管道冲刷管(11)和射流冲刷管(15)；循环槽(16)内设置有搅拌装置；循环槽(16)的底部设置有出口，循环槽(16)的顶部设置有两个管入口；循环槽(16)的底部通过管道连接磁力管路循环泵(5)的输入端，磁力管路循环泵(5)的输出端分为两路支管路，分别为第一管路和第二管路，第一管路连接循环槽(16)顶部的一个管入口，第二管路上设置有管道冲刷管(11)；第二管路分为两个支管路，分别为第三管路和第四管路；第三管路和第四管路均连接到循环槽(16)顶部的另一个管入口；第四管路上设置有射流冲刷管(15)；管道冲刷管(11)和射流冲刷管(15)内均设置有三电极体系，包括丝束电极、对电极和参比电极；；管道冲刷管(11)内的一个电极为丝束电极，保证管道内液体从丝束电极表面流过；射流冲刷管(15)内的一个电极为丝束电极，保证丝束电极表面迎着管道内液体的流动方向；
第二管路上沿管路方向依次设置有压力表(8)、流量计(9)和补液管(10)，补液管(10)设置在管道冲刷管(11)外侧；
第二管路的分管口和压力表(8)之间设置有第四球阀(7)；第三管路上设置有第五球阀(13)；第四管路上设置有第六球阀(14)；第一管路上设置有第三球阀(6)；
循环槽(16)的上方设置有搅拌电机(12)，搅拌电机(12)的输出端连接搅拌装置；
循环槽(16)和磁力管路循环泵(5)之间设置有止回阀(4)，循环槽(16)连接有用于给循环槽(16)内恒温的恒温器(1)；
循环槽(16)与止回阀(4)之间设置有第二球阀(3)；循环槽(16)底部分为两路管道，一路连接止回阀(4)，另一路端部设置有第一球阀(2)；
所述基于多相流管流-射流冲刷试验装置的试验方法，包括以下步骤：
1)当进行多相流试验时，关闭第二球阀(3)和第一球阀(2)，将配好的溶液体系装入循环槽中，打开搅拌电机(12)和恒温器(1)，搅拌装置使溶液在保持温度不变的情况下充分混合均匀；
2)打开第二球阀(3)和磁力管路循环泵(5)，溶液通过磁力管路循环泵(5)运输到各个管路；
3)当进行管流段测试时，关闭第六球阀(14)，打开第五球阀(13)，溶液经过管流冲刷段(7)，冲刷丝束电极的表面，之后流经第五球阀(13)返回循环槽(16)内；通过电化学工作站记录丝束电极上的电化学参数信息；
4)当进行射流段测试时，将管流冲刷段换成与管路相同材质的直管，并关第五球阀(13)，打开第六球阀(14)，液体经第六球阀(14)管段流过射流冲刷段，之后流回循环槽内，通过电化学工作站记录丝束电极上的电化学参数信息。
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