CN108760587A - 一种用于自吸式文丘里水洗器内液相分布特性测量的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明可应用于核能、环保和化工等领域的过滤系统性能测试，具体涉及一种自吸式文丘里水洗器内液相分布测量装置。该装置由文丘里水洗器、液膜收集部分、液膜分离部分、恒液位供水系统和采集测量系统组成。集水槽和挡水罩采用互嵌式设计，设置多级挡板，保证了液膜流量测量的准确性。分离套筒的筒尖采用尖峰设计，并采用精密升降台和四点螺栓定位的相互配合，实现了液膜和液滴的有效分离。四点式精密螺柱定位确保文丘里水洗器、分离套筒、挡水罩多级同心，避免了分离套筒偏心对液膜分离和测量的影响。恒液位水箱实现了实验过程中液体静压头的恒定。
Description
技术领域
本发明可应用于核能、环保以及化工等领域的过滤系统性能测试，具体涉及一种应用于安全壳过滤排放系统的自吸式文丘里水洗器内液相分布测量装置。
背景技术
自吸式文丘里水洗器是一种设置在反应堆安全壳的过滤排放装置，当核电厂发生严重事故时用于对放射性气载源项进行有效过滤，防止污染环境。气体流经文丘里水洗器时，在水洗器的收缩段内不断加速并在喉管段内形成低压区，溶液在负压和重力水头的作用下被引射到文丘里水洗器内，由于气-液间存在明显的相对速度，溶液被雾化成大量细小的液滴，为除尘和除气过程提供充足的表面积。然而，在被引射进入文丘里水洗器后，并非所有的水被雾化以液滴的形态存在，有一部分水将以贴壁液膜的形式向上流动，大大影响气液间的接触面积。因此，自吸式文丘里水洗器的过滤效率主要受三个因素影响，分别是引射量、液膜流量和液滴尺寸。引射量直接决定了进入文丘里水洗器中液相水的多少，是影响过滤效率的重要因素；液膜相对表面积较小，其除尘效率很低，其占引射量的份额不可忽略；液滴尺寸也是影响过滤效率的重要因素，它决定了液滴的相对表面积和数量。因此，为顺利开展相关实验研究，来评价不同结构的自吸式文丘里水洗器的过滤效率，为设计自吸式文丘里水洗器的提供理论基础，需要一种自吸式文丘里水洗器液相分布测量装置，来对引射量、液膜流量和液滴尺寸分布进行测量。
目前工业上成熟应用的文丘里水洗器采用外部动力强迫喷射式设计，即水洗液通过外部循环泵打入文丘里水洗器喉部，其水流量大，引射量可通过供水管路上的流量计直接测得。但这种强迫式文丘里水洗器能耗大、运行成本高，对厂外电网依赖性大。近年来核电厂非能动安全系统受到广泛关注，这要求文丘里水洗器不能用泵作为动力，而是靠气体在文丘里水洗器内流动产生的负压作为驱动力，这种自吸式文丘里水洗器水量较小，目前已有的流量计由于量程和误差的原因很难测到它的流量，即使有些精密的流量计能够测量小流量，其通径往往很小，加装流量计会产生阻力，从而影响了依靠气流负压产生的微小驱动力，进而改变了吸液特性。目前很少有研究人员对液膜流量测量展开实验研究，尤其是有关自吸式文丘里水洗器的研究更少。已有展开的研究多是通过数值模拟和数学模型的手段得到液膜流量，其计算结果由于采用的计算模型和计算方法不同而有很大差异，很难为人们广泛信服。也有研究人员尝试用实验手段对文丘里水洗器内液膜与液滴进行分离，在V.G.Guerra所著“Experimental verification of the effect of liquid depositionon droplet size measured in a rectangular Venturi scrubber”和M.A.M.Costa所著“Droplet size in a rectangular Venturi scrubber”中提到一种分离液膜的装置，此装置在文丘里水洗器喉部末端预留一定宽度的狭缝，狭缝上方加装具有一定角度的铁片，液膜向上流动过程中受到铁片的导向作用而改变流动方向，经狭缝流出并进一步得到收集。这种方法使用的铁片其长度和角度固定不可调节，只能对一定厚度的液膜进行流量测量，当液膜由于工况改变而厚度发生变化时，该方法不能对新工况下的液膜流量进行测量。此外，导向铁片和狭缝的设计改变了喉部截面积，空气必然会从狭缝流出，从而改变了文丘里水洗器内的流动特性，影响了真实的液相分布特性的获取。另外该文献中提到的液膜收集装置设置在喉部末端，只能收集在喉部生成的液膜，无法对扩张段生成的液膜进行收集，其实验结果不能代表整体的液膜流量。在文献“Examination of gas-liquid flow in aVenturi scrubber”中S.Viswanathan提到一种多级分离液膜的实验装置，能够在喉部末端和扩张段均对液膜进行收集，此项研究只在论文中公开了部分成果，如何收集液膜及其设计和操作并不为人们所了解，因此，不能用此方法进行液膜流量测量。国内外有不少对液滴尺寸进行测量的研究，液滴尺寸决定了其相对表面积和数量，是影响雾化效率的一个不可忽视的因素。液滴尺寸的测量方法有取样法、拍摄法和激光衍射法等，各种方法各有优劣，其中激光衍射法近年来为人们所广泛运用。如M.A.M.Costa所著“Droplet Size in aRectangular Venturi Scrubber”和V.G.Guerra所著“Influence of Droplet SizeDistribution on Liquid Dispersion in a Venturi Scrubber:ExperimentalMeasurements and CFD Simulation”中采用激光衍射法对文丘里内部的液滴尺寸分布进行了测量。这种方法将激光打到液滴群中，在另一面通过收集面板接收衍射光谱，用计算机对衍射图像进行分析可以得到液滴的尺寸分布和运动速度等信息。
国内有关自吸式文丘里水洗器液相分布测量装置的专利较少，仅有一些专利如申请号为201410108324.7的中国专利申请文本《一种自吸式文丘里水洗器性能实验系统》、申请号为201510072363.0的中国专利申请文本《文丘里水洗过滤装置》和申请号为201420742420.2的中国专利申请文本《一种新型文丘里空气净化器》中提到了文丘里水洗器实验装置。这些专利中大部分是非自吸式的文丘里水洗器，现有专利是从整个系统管路的布置、文丘里结构设计和过滤功能的实现等角度展开，而非关注文丘里水洗器的引射量、液膜流量、液滴尺寸等液相分布特性的测量。
综上所述，目前已有的自吸式文丘里水洗器液相分布特性测量装置存在以下问题：
问题1：工业上通过加装流量计对强迫式文丘里水洗器引射流量进行测量，这种方法不能扩展应用到自吸式文丘里水洗器上。自吸式的文丘里水洗器水量较小，目前已有的流量计由于量程和误差的原因很难测到它的流量，即使有些精密的流量计能够测量小流量，其通径往往很小，加装流量计会产生阻力，从而改变了吸液特性。在测量引射量过程中，又存在供水装置液位波动大、液位难以恒定控制等问题亟待解决。
问题2：缺少可行的方法对液膜流量进行分离和测量。已有的通过导向铁片和狭缝将液膜进行分离的装置，由于铁片长度和角度不可调，难以在不同工况下对不同厚度的液膜进行分离和测量；由于布置在文丘里内部位置，导致改变了文丘里喉部截面积且容易漏气，这对文丘里水洗器内部的两相流动和压力分布产生很大影响。
发明内容
本发明的目的是提供自吸式文丘里水洗器液相分布参数的测量装置，能够实现对自吸式文丘里水洗器的引射量、液膜流量和液滴尺寸的测量。保证该测量装置能够实现液位恒定控制，得到准确的引射量；能够针对不同厚度的液膜进行分离和流量测量；得到液滴尺寸分布和液滴速度信息，为评估自吸式文丘里水洗器过滤性能提供支持。
为实现上述目的，本发明提供一种自吸式文丘里水洗器液相分布参数测量实验装置，该装置由文丘里水洗器1、液膜分离部分、液膜收集部分、以及恒液位供水系统和相关的采集测量系统组成。气体通入文丘里水洗器1内在喉部流速达到最大值并产生一定的负压，恒液位水箱11内的水在压差的作用下被引射到文丘里水洗器1喉部并雾化，在出口位置由于分离装置的作用，贴壁液膜被液膜收集装置收集，液滴经出口喷出。通过采集测量系统中的喷雾激光粒度分析仪可实现对文丘里出口处液滴尺寸分布及液滴运动速度的测量。
所述的文丘里水洗器1由底座法兰1.1、收缩段1.2、引射管1.3、喉管段1.4、扩张段1.5和出口法兰组成，其中出口法兰包括一阶出口法兰1.6、二阶出口法兰1.7、法兰内螺纹孔1.8、法兰通孔1.9。文丘里水洗器1是整个实验装置的核心部分，实现引射水的雾化并产生液滴和液膜。主流空气流动过程中依次经过收缩段1.2、喉管段1.4和扩张段1.5最后排出文丘里水洗器。在这个过程中，喉管段1.4的空气流速达到最大值，恒液位水箱内的水在负压和重力水头的作用下经引射管1.3引射到文丘里水洗器中，受到高速气流的冲击而雾化成大量细小液滴，大量的液滴为除尘和除气提供了充足的表面积。并非所有的引射水以液滴的形式存在，还有一部分水在喉管段1.4和扩张段1.5以液膜的形式向上流动。
所述的液膜分离部分由分离套筒5、双头螺柱6、位移台固定支架7、十字架8、位移臂9、精密位移台10组成。其中分离套筒5由筒尖5.1、筒体5.2、第三法兰5.3、第三法兰孔5.4组成。分离套筒5安装在文丘里出口处，气液两相流在经过文丘里水洗器1出口的时候，分离套筒5将液膜与液滴隔开，分离套筒5与文丘里水洗器1内壁之间的环隙为液膜流动提供通道。为将不同工况下不同厚度的液膜分离出来，要求环隙尺度大小可调。环隙不能太小，若小于液膜厚度会使得一部分液膜被分离套筒5切掉，导致液膜流量值偏小；环隙也不能太大，否则会有部分液滴流入环隙并最终被液膜收集管路收集到，导致液膜流量值偏大。通过调节分离套筒5的高度选择最佳环隙间距，以适应不同厚度的液膜流量测量。分离套筒5的筒尖5.1采用尖峰设计，薄如刀片，起到切割液膜的作用，防止当液膜较厚时在筒尖5.1处淤积，导致流动不通畅。同时尖峰设计能够尽量减小分离套筒5对文丘里水洗器1内气流的影响。为实现分离套筒5的上下可调，使用4个双头螺柱6作为分离套筒5移动的滑轨，滑轨为分离套筒5提供定位和导向作用。4个双头螺柱6在文丘里出口法兰呈对称分布，四个双头螺柱6的精准定位保证分离套筒5与文丘里水洗器1的同轴度，同时保证了分离套筒5与文丘里内壁之间环隙的对称性。分离套筒5的上下移动通过控制精密位移台10来实现，精密位移台10的旋钮旋转一周时，位移步长为0.1mm，相应的环隙间距变化的量级为0.01mm，满足对不同厚度液膜进行分离的需要。所述的液膜分离部分将自吸式文丘里水洗器1出口的液膜与液滴进行分离，防止了出口上方液膜对液滴的影响，从而为实现光学法测量液滴的直径和速度提供了保障。
所述的液膜收集部分由集水槽2、挡水罩3和环形隔离带4组成。其中集水槽2由集水槽出口管2.1、第一法兰孔2.2和第一法兰2.3组成；挡水罩3由外层挡板3.1、内层挡板3.2、第二法兰孔3.3、第二法兰3.4、环形板3.5组成。挡水罩3与分离套筒5之间是可伸缩的环形隔离带4，用来防止喷射液滴进入到集水槽2中，影响液膜流量测量。集水槽2用来收集从文丘里水洗器1出口流出的液膜，并通过两个竖直的集水槽出口管2.1将水引到采集测量系统的称重装置中，通过称重法来得到液膜流量。集水槽2和文丘里水洗器1通过法兰结构连接，挡水罩3倒扣在集水槽2上方，通过螺栓与文丘里水洗器1一阶出口法兰1.6连接固定。挡水罩3和集水槽2采用互嵌式设计，其中挡水罩3内层挡板3.2嵌入到集水槽2的环形凹谷内，并且深入距离要大于0且与集水槽2不接触，挡水罩3外层挡板3.1从四周围住集水槽2，同样要满足深入距离大于0且与集水槽2不接触。这种互嵌式设计一方面可以防止液膜在流速很高时喷溅到环境中。因为当文丘里内空气流速较高时，液膜流速大，挡水罩3内层挡板3.2的存在，使得液膜喷溅在挡板上，在重力的作用下滑落下来并被集水槽2收集。另一方面是防止从文丘里出口喷出的液滴在下落过程中落入集水槽2。喷射液滴喷入到环境中在重力的作用下降落，挡水罩3环形板3.5和第二法兰3.4防止液滴进入到集水槽2中。总之，挡水罩3、集水槽2以及环形隔离带4的独特设计保证了自吸式文丘里水洗器1内液膜的分离和准确测量。
在上述结构中，文丘里水洗器1、挡水罩3、分离套筒5共用一套双头螺柱6，四点式精密双头螺柱6定位确保文丘里水洗器1、分离套筒5、挡水罩3多级同心。此外，由于文丘里水洗器1和分离套筒5的轴心重合，保证文丘里内壁与分离套筒5之间环隙的对称性。
所述的恒液位供水系统由恒液位水箱11、第一阀门12、第二阀门14、第三阀门16、漏斗13、伸缩管15和胶皮软管17组成。其中恒液位水箱11由恒液位腔11.1、第一隔板11.2和第二隔板11.3、两个水位控制孔11.4、负压腔11.5、加水口11.6、通大气口11.7、出口11.8组成。恒液位供水箱工作时，要求第一阀门12关闭，第二阀门14敞开。打开通向文丘里水洗器1的第三阀门16使得水箱内的水通过出口11.8、胶皮软管17和引射管1.3被引射到文丘里水洗器1内。由于恒液位腔11.1与大气相通，大气压与文丘里水洗器1喉部的静压差和重力水头为引射水流动提供驱动力。当恒液位腔11.1水位下降到与水位控制孔11.4基本平齐时，水位并不会继续下降。若水位继续下降会使得水位控制孔11.4暴露于大气，那么在大气压的作用下会有空气通过水位控制孔11.4进入到负压腔11.5内，空气以气泡的形式向上运动并在负压腔11.5顶部聚集。气泡进入负压腔11.5的同时，会有等体积的水沿着第一隔板11.2下方的空隙进入到恒液位腔11.1内对其进行补充。当液位缓慢上升并漫过水位控制孔11.4，负压腔11.5将停止对恒液位腔11.1进行补水，从而保证了液位在水位控制孔11.4处维持恒定，确保了实验过程中重位压头的恒定。水箱放置在称重装置上，由于胶皮软管17的存在，使得水箱实时称重成为可能。两个第一隔板11.2、第二隔板11.3的作用不同：第一隔板11.2与水位控制孔11.4的设计起到控制恒液位腔11.1内水位的作用，第一隔板11.2与水箱底部留有空隙，保证左右两个腔室的水能够连通；第二隔板11.3与负压腔11.5的上下壁面均不接触，未把负压腔11.5完全隔开，由于供水过程中会有气泡从水位控制孔11.4进入到负压腔11.5内，气泡上升到负压腔11.5水面时会引起水面的波动，水面波动又会导致水箱重量测量值的波动。负压腔11.5第二隔板11.3的存在将波动限制在隔板左侧，这样就把水面波动引起的负面影响减小到最低，保证重力测量值基本稳定。本发明中恒液位供水系统还可以实现淹没深度的控制，由于伸缩管15能够发生伸缩，可以直接调整恒液位水箱11整体的高度，相应的恒液位腔11.1内的液面高度改变，进而恒液位腔11.1内液位与文丘里侧壁小孔之间的高度差发生变化。
所述的采集测量系统由喷雾激光粒度分析仪、计算机、高精度电子秤组成，喷雾激光粒度分析仪用来获取文丘里水洗器1喉部和出口处的液滴衍射图样并传递给计算机，通过计算机进一步处理可以得到液滴尺寸分布和液滴运动速度。高精度电子秤有两个用途，一是用于实时称量恒液位水箱11的重量；二是实时称量从集水槽2中流出的液膜重量。测得的重量信息通过传感器传递给计算机，在后处理实验数据时，根据测得的重量和时间就可以折算出引射量和液膜流量。
本发明的有益效果在于：
1、采用锥形尖峰设计，且与文丘里水洗器1扩张段1.5保持相同角度的分离装置，实现了液膜和液滴的有效分离，且这种设计和布置方式不会对文丘里内部的整体流动和压力分布产生影响，为水洗器内液膜和液滴的测量提供了保障。
2、采用精密升降台和四点螺栓定位的相互配合，四个双头螺柱6作为滑轨为分离套筒5的上下移动提供导向作用，保证了分离装置连续的上下调节，从而实现了根据液膜厚度来精确调整间隙，精确分离液膜的目的。
3、四点式精密双头螺柱6定位确保文丘里水洗器1、分离套筒5、挡水罩3多级同心，保证文丘里与分离套筒5之间环隙的对称性，避免了分离套筒5偏心对液膜分离和测量的影响。
4、利用压力平衡原理设计的恒液位水箱11，实现了实验过程中液体静压头的恒定，避免了液位波动对液膜测量和数据分析带来的影响。
5、挡水罩3与集水槽2之间采用互嵌式设计，设置多级挡板。在防止喷射液滴回落入集水槽2的同时，防止液膜因流速过高而飞溅，保证了液膜流量测量的准确性。
附图说明
图1是自吸式文丘里水洗器内液相分布特性测量装置图。
图2是测量装置中自吸式文丘里水洗器结构示意图。
图3是测量装置中集水槽结构示意图。
图4是测量装置中挡水罩结构示意图。
图5是测量装置中分离套筒结构示意图。
图6是测量装置中恒液位水箱结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明进行进一步阐述。
本发明特别涉及一种应用于安全壳过滤排放系统的文丘里水洗器内液相分布特性测量的实验装置。为解决现有技术的不足，本发明期望提供一种能在保持液位恒定的情况下，采用连续可调的方法对不同厚度液膜进行分离，进而能够对自吸式文丘里水洗器的引射量和液膜流量进行准确测量的装置；同时实现在不影响液滴运动速度和液滴形态的情况下测得液滴尺寸。
如图1所示，该装置由文丘里水洗器1、液膜分离部分、液膜收集部分、恒液位供水系统和相关的采集测量系统组成。核心部件文丘里水洗器1通过双层阶梯式法兰与集水槽2和双头螺柱6进行连接。其中一阶出口法兰1.6采用开孔设计，通过螺栓与集水槽2压紧固定，二阶出口法兰1.7通过螺纹结构与4个双头螺柱6啮合。双头螺柱6穿过分离套筒5，上端连接挡水罩3和位移台支架7，通过两个螺母将挡水罩3压紧固定。双头螺柱6中间没有螺纹的部分作为滑轨为分离套筒5提供导向作用。分离套筒5通过十字连接架8、位移臂9与位移台10相连接。文丘里水洗器喉管段1.4侧壁上开有圆孔，通过引射管1.3与恒液位供水系统连接。这样，通过出口法兰和喉部侧壁上的管路，建立起文丘里水洗器1与液膜分离部分、液膜收集部分和恒液位供水系统的连接。
自吸式文丘里水洗器液相分布参数测量装置的总体工作过程是这样的：将一定流量的空气通入文丘里水洗器1后，文丘里水洗器1与恒液位水箱11之间的第三阀门16打开，恒液位腔11.1内的水在负压和静压头的作用下被引射到文丘里水洗器1中，由于气-液间存在明显的相对速度，溶液被雾化成大量细小的液滴，为除尘和除气过程提供充足的表面积。引射水被雾化后，一部分水以贴壁液膜的形式存在于文丘里喉管段1.4和扩张段1.5，另一部分以液滴的形式夹带在空气中，在出口处分离套筒5的作用下液滴和液膜分离。此时通过控制精密位移台10调节分离套筒5的高度，相应的分离套筒5与文丘里水洗器1内壁之间的环隙间距改变，选择最佳环隙间距将实现不同工况下不同厚度的液膜分离。液膜途经分离套筒5与文丘里水洗器1内壁之间的环隙、出口法兰、集水槽2和集水槽出口管2.1，最终被采集测量装置收集称重。喷雾激光粒度分析仪布置在文丘里水洗器1出口处，通过对液滴衍射光谱的分析可以得到液滴直径分布和运动速度。同时，恒液位水箱11的重量通过高精度电子秤和传感器传递给计算机。通过进一步处理就可以得到引射量、液膜流量和液滴尺寸信息。
如图2所示，所述的自吸式文丘里水洗器1由底座法兰1.1、收缩段1.2、引射管1.3、喉管段1.4、扩张段1.5和出口法兰组成，其中出口法兰包括一阶出口法兰1.6、二阶出口法兰1.7、法兰内螺纹孔1.8、和法兰通孔1.9。文丘里出口法兰成二层阶梯状，一阶出口法兰1.6用于和集水槽2第一法兰2.3固定配合，将集水槽2从上方装在文丘里水洗器1上，使集水槽2第一法兰2.3和文丘里一阶出口法兰1.6相互衔接。两法兰之间加装硅胶垫片，防止漏水。文丘里一阶出口法兰1.6开具四个法兰通孔1.9，集水槽2第一法兰2.3开具四个法兰通孔2.2，用于加装螺栓以紧固。二阶出口法兰1.7具有一定的倾斜角，保证液膜流出后能够沿着倾斜面连续流动，不产生积聚。二阶出口法兰1.7上开具4个未穿透的法兰内螺纹孔1.8，内螺纹孔与4个竖直的双头螺柱6通过螺纹结构啮合。文丘里水洗器1通过4个双头螺柱6与液膜分离部分和挡水罩3相连接。
如图1所示，结构5～10属于液膜分离部分。4个双头螺柱6对称分布在文丘里出口法兰上，通过螺纹结构与文丘里二阶出口法兰1.7连接。4个双头螺柱6穿过分离套筒5，作为滑轨为分离套筒5提供定位和导向。分离套筒5上下移动的过程中，相应的与文丘里内壁之间的环隙间距也发生变化，间距连续可调，为不同厚度的液膜提供流动的通道。分离套筒5通过十字连接架8、位移臂9与精密位移台10连接。如图5所示，分离套筒5由筒尖5.1、筒体5.2、第三法兰5.3、第三法兰孔5.4组成。分离套筒5是金属材料结构，由精密3D打印加工而成。筒尖5.1薄如刀片，可以对液膜进行切割。筒体5.2呈圆锥形，与文丘里水洗器1内壁保持平行。文丘里水洗器1工作时，液膜沿着扩张段内壁向上流动，在出口处进入分离套筒5与文丘里内壁之间的环隙。根据工况不同，液膜厚度也相应的发生变化。当液膜较厚时，会有部分液膜被分离套筒5切割掉；若液膜较薄，会有液滴进入环隙被收集。调节控制位移台10的控制旋钮来移动分离套筒5，相应的分离套筒5与文丘里水洗器1内壁之间的环隙间距发生变化。通过观测选择合适的环隙间距，将不同工况下不同厚度的液膜进行分离。分离出来的液膜经由环隙、文丘里二阶出口法兰1.7流入到集水槽2中，最终为采集测量系统所收集和测量。
如图1所示，所述的液膜收集部分由集水槽2、挡水罩3和环形隔离带4组成。如图3和图4所示，集水槽2由集水槽出口管2.1、第一法兰孔2.2和第一法兰2.3组成；挡水罩3由外层挡板3.1、内层挡板3.2、第二法兰孔3.3、第二法兰3.4、环形板3.5组成。集水槽2与文丘里水洗器1通过法兰连接，集水槽2法兰的高度低于文丘里一阶法兰的高度，以免阻碍液膜流动。水槽底部设计成V形倾斜状，有利于水流汇集到两个集水槽出口管2.1。液膜流入水槽底部后，通过两个竖直的集水槽出口管2.1流入采集测量系统的称重装置中，通过称重法来得到液膜流量。挡水罩3倒扣在文丘里试验件上，通过4个双头螺柱6连接并固定在文丘里水洗器1二阶出口法兰1.7上。挡水罩3第二法兰3.4与分离套筒5第三法兰5.3之间加装可拉伸材料制作的环形隔离带4，用于将液滴空间和液膜流动空间隔开，使流动互不干扰。
如图1所示，属于恒液位供水系统。恒液位水箱11放置在高度可调的实验台上，其上部连接第一阀门12和加水漏斗13，第二阀门14与大气相通，底部的水出口依次通过伸缩管15、第三阀门16和胶皮软管17与文丘里水洗器1引射管1.3相连。如图6所示为恒液位水箱11内部结构。恒液位水箱11内分为恒液位腔11.1和负压腔11.5，两个腔室底部相互连通，中间第一隔板11.2上开有两个正方形的水位控制孔11.4。其中恒液位腔11.1上部通大气口11.7连接第二阀门14与大气相通，底部出口11.8通过管路与伸缩管15和第三阀门16相连。负压腔11.5上方加水口11.6与第一阀门12和漏斗13相连，负压腔11.5中间有一层用于抑制液位波动的第二隔板11.3，用于减小负压腔11.5内液面的波动，第二隔板11.3与负压腔11.5的上、下壁均有一段空隙，保证抑浪第二隔板11.3两侧连通。恒液位供水系统工作前先注满水，将第二阀门14和第三阀门16关闭而第一阀门12打开，通过漏斗13往恒液位水箱11中注满水。恒液位系统供水时，首先将第一阀门12关闭，再依次把第二阀门14和第三阀门16打开。由于恒液位腔11.1与大气连通，在负压和静压头的作用下，水箱内的水经水箱出口11.8、伸缩管15、第三阀门16和文丘里引射管1.3被引射到文丘里水洗器1内。起初恒液位腔11.1内的水位逐渐下降，当水位下降到与两个正方形的水位控制孔11.4基本平齐时，水位一旦略低于正方形孔，那么在大气压的作用下会有空气通过小孔进入负压腔11.5，空气以气泡的形式在负压腔11.5内上升。气泡进入负压腔11.5的同时，会有等体积的水从第一隔板11.2下方空隙流入恒液位腔11.1内，使得恒液位腔11.1内的水得到补充，这样使得恒液位腔11.1内的水位能够保持恒定。恒液位腔11.1水位与文丘里喉部引射孔之间的高度差即为淹没深度。测量引射量时，用称重装置实时记录供水箱的重量信息并通过传感器传到计算机，同时对时间进行记录，通过重量信息和时间即可折算出液相引射量。此外，恒液位供水系统可以控制淹没深度。调节恒液位水箱11所在试验台的整体高度来改变恒液位腔11.1的液位，相应的伸缩管15发生伸缩，此时记录恒液位腔11.1液位与引射孔之间的高度差，此高度差即为淹没深度。
所述的采集测量系统由喷雾激光粒度分析仪、计算机、高精度电子秤组成，喷雾激光粒度分析仪安装在文丘里水洗器1出口处，高度与文丘里出口法兰平齐。喷射液滴介于激光发射口与光谱接收板之间，使得激光能够垂直于液滴运动方向射出，激光经液滴群的衍射作用而打到光谱接受板上。衍射光谱实时传递给计算机，通过进一步处理得到液滴尺寸分布。高精度电子秤有2个，一个用于测量恒液位水箱11的重量，另一个用于测量从集水槽2流出的液膜重量。测量两个重量时，两个高精度电子秤同时工作，取一定的时间步长，同时、多次测量恒液位水箱11的重量和液膜重量，通过传感器将数据实时传递给计算机。从而可以实现自吸式文丘里水洗器内液膜分布参数的准确测量。
Claims (9)
1.一种用于自吸式文丘里水洗器内液相分布特性测量的装置由文丘里水洗器(1)、液膜收集部分、液膜分离部分、恒液位供水系统和采集测量系统组成，其特征在于：所述的文丘里水洗器(1)从下到上的结构依次为底座法兰(1.1)、收缩段(1.2)、连接有引射管(1.5)的喉管段(1.4)、扩张段(1.5)、一阶出口法兰(1.6)和二阶出口法兰(1.7)，其中一阶出口法兰(1.6)上开有四个对称分布的法兰通孔(1.9)，二阶出口法兰上开有四个对称分布的法兰内螺纹孔(1.8)；所述的液膜收集部分由集水槽(2)、挡水罩(3)和环形隔离带(4)组成，集水槽(2)为立体环形结构围绕在文丘里水洗器(1)扩张段(1.5)的上半部，挡水罩(3)为立体环形结构倒扣在集水槽(2)上方；所述的液膜分离部分位于文丘里水洗器(1)的上方，由分离套筒(5)、双头螺柱(6)、位移台固定支架(7)、十字架(8)、位移臂(9)、精密位移台(10)组成，分离套筒(5)为圆锥柱形结构安装在文丘里水洗器(1)上端出口处，挡水罩(3)与分离套筒(5)之间是环形隔离带(4)，十字架(8)固定在分离套筒(5)上，通过位移壁(9)与精密位移台(10)相连，精密位移台(10)固定于位移台固定支架(7)上；所述的恒液位供水系统由恒液位水箱(11)、第一阀门(12)、第二阀门(14)、第三阀门(16)、漏斗(13)、伸缩管(15)和胶皮软管(17)组成，其中恒液位水箱(11)为L型立体结构，恒液位水箱(11)分别通过伸缩管(15)、第三阀门(16)、胶皮软管(17)和引射管(1.3)与文丘里水洗器(1)相连，恒液位水箱(11)较低的水平平面上设计有通大气口(11.7)，恒液位水箱(11)较高的水平平面上设计有加水口(11.6)，恒液位水箱(11)较小的长方形竖直面设计有出口(11.8)，恒液位水箱(11)内部垂直固定有第一隔板(11.2)和第二隔板(11.3)，第一隔板(11.2)下方开有两个正方形的水位控制孔(11.4)，第一隔板(11.2)将恒液位水箱(11)分为恒液位腔(11.1)和负压腔(11.5)，设计有通大气口(11.7)的一侧为恒液位腔(11.1)，另一侧为负压腔(11.5)；文丘里水洗器(1)、挡水罩(3)、分离套筒(5)、位移台固定支架(7)共用一套双头螺柱(6)。
2.根据权利要求1所述的一种用于自吸式文丘里水洗器内液相分布特性测量的装置，其特征在于：集水槽(2)和文丘里水洗器(1)通过法兰结构连接，集水槽(2)下方设计有集水槽出口管(2.1)，集水槽(2)内环上固定有第一法兰(2.3)，第一法兰(2.3)上开有四个对称分布的第一法兰孔(2.2)。
3.根据权利要求2所述的一种用于自吸式文丘里水洗器内液相分布特性测量的装置，其特征在于：挡水罩(3)通过双头螺栓(6)与文丘里水洗器(1)的一阶出口法兰(1.6)连接固定，两法兰之间加装硅胶垫片，挡水罩(3)的外层挡板(3.1)和内层挡板(3.2)垂直固定在环形板(3.5)上，内层挡板(3.2)内侧与环形板(3.5)相连固定有第二法兰(3.4)，第二法兰(3.4)上开有四个对称分布的第二法兰孔(3.3)。
4.根据权利要求3所述的一种用于自吸式文丘里水洗器内液相分布特性测量的装置，其特征在于：集水槽(2)和挡水罩(3)采用互嵌式设计，其中挡水罩(3)的内层挡板(3.2)嵌入到集水槽(2)的环形凹谷内，并且深入距离要大于0且与集水槽(2)不接触，挡水罩(3)的外层挡板(3.1)从四周围住集水槽(2)，同样要满足深入距离大于0且与集水槽(2)不接触。
5.根据权利要求1所述的一种用于自吸式文丘里水洗器内液相分布特性测量的装置，其特征在于：分离套筒(5)从下到上结构分别为筒尖(5.1)、筒体(5.2)、第三法兰(5.3)，法兰上开有四个对称分布的第三法兰孔(5.4)，筒尖(5.1)采用尖峰设计。
6.根据权利要求1所述的一种用于自吸式文丘里水洗器内液相分布特性测量的装置，其特征在于：4个双头螺柱(6)是分离套筒(5)移动的滑轨，4个双头螺柱(6)在文丘里水洗器(1)的二阶出口法兰(1.7)呈对称分布。
7.根据权利要求1所述的一种用于自吸式文丘里水洗器内液相分布特性测量的装置，其特征在于：分离套筒(5)的上下移动通过控制精密位移台(10)来实现，精密位移台(10)的旋钮旋转一周的位移步长为0.1mm，相应的环隙间距变化的量级为0.01mm。
8.根据权利要求1所述的一种用于自吸式文丘里水洗器内液相分布特性测量的装置，其特征在于：第一隔板(11.2)与水箱底部留有空隙，第二隔板(11.3)与负压腔(11.5)的上下壁面均不接触，未把负压腔(11.5)完全隔开，与恒液位水箱(11)的出口相连的伸缩管(15)设计为可伸缩的结构，漏斗(13)通过第一阀门(12)与加水口(11.6)相连，第二阀门(14)固定在通大气口(11.7)处。
9.根据权利要求1所述的一种用于自吸式文丘里水洗器内液相分布特性测量的装置，其特征在于：所述的采集测量系统由喷雾激光粒度分析仪、计算机、高精度电子秤组成。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111043592A (zh) * | 2018-10-12 | 2020-04-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种用于放喷池内液体进行处理的自吸式蒸发燃烧筒 |
| CN112378814A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-02-19 | 西南石油大学 | 一种疏水圆管中环状流气芯液滴观测装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3601374A (en) * | 1968-08-05 | 1971-08-24 | Roger M Wheeler | Apparatus for extracting solids from a gas stream |
| CN106341987B (zh) * | 2009-12-31 | 2014-02-12 | 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 | 文丘里喷嘴 |
| CN207076270U (zh) * | 2017-05-25 | 2018-03-09 | 中盐安徽红四方股份有限公司 | 文丘里洗涤器、含有其的洗涤系统 |
-
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3601374A (en) * | 1968-08-05 | 1971-08-24 | Roger M Wheeler | Apparatus for extracting solids from a gas stream |
| CN106341987B (zh) * | 2009-12-31 | 2014-02-12 | 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 | 文丘里喷嘴 |
| CN207076270U (zh) * | 2017-05-25 | 2018-03-09 | 中盐安徽红四方股份有限公司 | 文丘里洗涤器、含有其的洗涤系统 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| MANISHA BAL 等: "Prediction of hydrodynamic characteristics of a venturi scrubber by using CFD simulation", 《SOUTH AFRICAN JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING》 * |
| NAOKI HORIGUCHI等: "Numerical simulation of two-phase flow behavior in Venturi scrubber by interface tracking method", 《NUCLEAR ENGINEERING AND DESIGN》 * |
| V.G. GUERRA 等: "Experimental verification of the effect of liquid deposition on droplet size measured in a rectangular Venturi scrubber", 《CHEMICAL ENGINEERING AND PROCESSING》 * |
| X. GAMISANS 等: "THE ROLE OF THE LIQUID FILM ON THE MASS TRANSFER IN VENTURI-BASED SCRUBBERS", 《CHEMICAL ENGINEERING RESEARCH AND DESIGN》 * |
| 周艳民 等: "自吸式文丘里洗涤器引射特性及其影响因素", 《化工学报》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111043592A (zh) * | 2018-10-12 | 2020-04-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种用于放喷池内液体进行处理的自吸式蒸发燃烧筒 |
| CN111043592B (zh) * | 2018-10-12 | 2022-05-24 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种用于放喷池内液体进行处理的自吸式蒸发燃烧筒 |
| CN112378814A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-02-19 | 西南石油大学 | 一种疏水圆管中环状流气芯液滴观测装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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