CN108872017B - 硅钢叠片粘性阻力和惯性阻力系数的检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硅钢叠片粘性阻力和惯性阻力系数的检测装置，其特征在于：包括依次连接的气源段装置、试验段装置、出气管段装置；气源段装置包括依次连接的空压机、减压阀、水箱；水箱内设有水箱加热装置和热电偶；试验段装置包括依次连接的稳压阀、叶轮测速计、试样容器；稳压阀与水箱的出气管连接；在叶轮测速计、试样容器之间依次设有入口压力计、入口露点仪，试样容器内设有硅钢叠片试样；试样容器上设有试样加压装置；出气段装置包括依次连接的出口压力计、出口露点仪。本发明还提供一种硅钢叠片粘性阻力和惯性阻力系数的检测方法。本发明能准确测量不同压力、不同颗粒度隔离剂硅钢叠片中水气迁移的粘性阻力和惯性阻力。

Description

硅钢叠片粘性阻力和惯性阻力系数的检测装置及检测方法

技术领域

本发明属于测量设备技术领域，具体涉及一种硅钢叠片高温退火前水气迁移粘性阻力和惯性阻力系数的检测装置及检测方法。

背景技术

取向硅钢高温退火制度为：入炉后，通入含有O₂<10ppm的氮气赶走空气，以约50℃/h速度升温至350-450℃，此时钢卷隔离剂中Mg(OH)₂分解出化合水；继续升温至550-650℃，通入一定比例的H₂、N₂混合气体并保温去除化合水；当Mg(OH)₂分解释放出化合水(结晶水)，钢卷层间露点升高，钢板表面将产生氧化，此时钢卷层间的压紧程度及隔离剂的粒径、颗粒度都将影响钢卷水分的排出速率，进而影响氧化程度，使后期形成的Mg₂SiO₄玻璃膜颜色和质量存在差异。如能准确的测定不同压力、不同颗粒度隔离剂硅钢叠片中水气迁移的粘性阻力和惯性阻力，找到最为合适的搭配方式将能有效控制硅钢片的底层质量。目前，无任何一个装置能够测量取向硅钢叠片中水气迁移的粘性阻力和惯性阻力系数。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅钢叠片粘性阻力和惯性阻力系数的检测装置及检测方法，该装置和方法能准确测量不同压力、不同颗粒度隔离剂硅钢叠片中水气迁移的粘性阻力和惯性阻力。

本发明所采用的技术方案是：

一种硅钢叠片粘性阻力和惯性阻力系数的检测装置，其包括依次连接的气源段装置、试验段装置、出气管段装置；

所述气源段装置包括空压机、减压阀、水箱、旁通管路；所述空压机通过软管与减压阀连接，所述减压阀与水箱的进气管连接；在减压阀与水箱的进气管之间依次设有第一流量阀、第一流量计；所述水箱内设有水箱加热装置和热电偶；所述旁通管路的进口设于减压阀与第一流量阀之间，旁通管路的出口与水箱的出气管连通，在旁通管路上依次设有第二流量阀、第二流量计；

所述试验段装置包括依次连接的稳压阀、叶轮测速计、试样容器；所述稳压阀与水箱的出气管连接；在叶轮测速计、试样容器之间依次设有入口压力计、入口露点仪，所述试样容器内设有硅钢叠片试样；所述试样容器上设有试样加压装置；

所述出气段装置包括依次连接的出口压力计、出口露点仪。

按上述方案，所述试样容器的上端设有容器活动盖板，容器活动盖板通过插入式锁定销固定在试样容器上，容器活动盖板及插入式锁定销为试样加压装置提供支撑，并可在增减硅钢叠片试样时进行拆装；所述进气管设置在试样容器的前端，所述出气管设置在试样容器的后端。

按上述方案，所述试样加压装置包括若干螺栓，螺栓通过扭力扳手调节压力大小，从而控制硅钢叠片层间压力。

按上述方案，硅钢叠片试样与试样容器接触部位使用中性硅酮密封胶密封。

按上述方案，所述硅钢叠片试样的顶部设有试样活动盖板，以便于使硅钢叠片试样受力均匀。

本发明中，用于测量(取向)硅钢叠片水气迁移粘性阻力和惯性阻力系数的流体为水气，其露点由水箱温度及水箱出气量控制。

按上述方案，试样容器的尺寸为31*40*400mm，硅钢叠片试样采用30*300mm硅钢片进行叠片。

本发明还提供一种采用上述硅钢叠片粘性阻力和惯性阻力系数的检测装置进行硅钢叠片粘性阻力和惯性阻力系数检测的方法，具体步骤为：

1)、开启空压机，调节减压阀，控制压力在1.1MPa；

2)、开启第一流量阀、第二流量阀，开启水箱加热装置，加热至50℃；

3)、调节第一流量阀、第二流量阀，使入口露点仪测得的水分质量分数达到目标；

4)、设定稳压阀的压力为1MPa；

5)、使用入口压力计、出口压力计测量硅钢叠片试样前后压力，计算ΔP；

6)、使用叶轮测速计测得流体流速V₁，根据流量守恒推算试样容器入口流速V；

7)、以10Pa为步长依次测量稳压阀设定1-2MPa时，10组不同入口压力下的ΔP，记录对应的V值，使用测得的数据进行二次回归，回归出方程为：ΔP＝a₁V²+a₂V，回归出式中a₁、a₂的值；

8)、计算粘性阻力

计算惯性阻力系数C₂＝2ρΔna₂；式中u为流体粘度，Δn为试样长度300mm，ρ为流体密度。

本发明的有益效果在于：

结构简单、操作方便、测试成本低；

通过测量流体的流速及流经硅钢叠片试样前后的压差就能计算出硅钢叠片粘性阻力及惯性阻力系数，测试简单、方便，测试精度高。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明硅钢叠片粘性阻力和惯性阻力系数的检测装置的整体结构示意图；

图2是试样容器的结构示意图；

图3是试样容器的正视结构示意图；

图4是试样容器的俯视结构示意图；

图5是试样容器的侧视结构示意图；

其中：1-空压机，2-减压阀，3-旁通管路，4-第一流量阀，5-第一流量计，6-第二流量阀，7-第二流量计，8-热电偶，9-水箱加热装置，10-水箱，11-稳压阀，12-叶轮测速计，13-入口压力计，14-入口露点仪，15-试样加压装置，16-硅钢叠片试样，17-试样容器，18-进气管，19-出气管，20-试样活动盖板，21-容器活动盖板，22-插入式锁定销，23-出口压力计，24-出口露点仪，25-中性硅酮密封胶。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1-图5，一种硅钢叠片粘性阻力和惯性阻力系数的检测装置，其包括依次连接的气源段装置、试验段装置、出气管段装置。气源段装置包括空压机1、减压阀2、水箱10、旁通管路3；空压机1通过软管与减压阀2连接，减压阀2与水箱10的进气管18连接；在减压阀2与水箱10的进气管18之间依次设有第一流量阀4、第一流量计5；水箱10内设有水箱加热装置9和热电偶8；旁通管路3的进口设于减压阀2与第一流量阀4之间，旁通管路3的出口与水箱10的出气管19连通，在旁通管路3上依次设有第二流量阀6、第二流量计7。试验段装置包括依次连接的稳压阀11、叶轮测速计12、试样容器17；稳压阀11与水箱1的出气管19连接；在叶轮测速计12、试样容器17之间依次设有入口压力计13、入口露点仪14，试样容器17内设有硅钢叠片试样16，硅钢叠片试样16的顶部设有试样活动盖板20，硅钢叠片试样16与试样容器17接触部位使用中性硅酮密封胶25密封；试样容器17上设有试样加压装置15；试样容器17的上端设有容器活动盖板21，容器活动盖板21通过插入式锁定销22固定在试样容器17上，容器活动盖板21及插入式锁定销22为试样加压装置15提供支撑，并可在增减硅钢叠片试样16时进行拆装，安装拆卸非常方便；进气管18设置在试样容器17的前端，出气管19设置在试样容器17的后端；试样加压装置15用于对硅钢叠片试样16施压，其包括4对螺栓，螺栓通过扭力扳手调节压力大小，从而控制硅钢叠片试样16的层间压力。出气段装置包括依次连接的出口压力计23、出口露点仪24。

本发明中，用于测量(取向)硅钢叠片水气迁移粘性阻力和惯性阻力系数的流体为水气，其露点由水箱温度及水箱出气量控制。

本实施例中，试样容器17的尺寸为31*40*400mm，硅钢叠片试样16采用30*300mm硅钢片进行叠片。空压机1每分钟压缩40升空气，为整个检测装置提供流体气源。空压机1(空气压缩机)产生的气压较高且不稳定，因此通过减压阀控制并降低气压。水箱可增加气源中的水分，热电偶及水箱加热装置可控制水箱水温从而达到控制增湿量的目的。流量阀、流量计可分别控制和显示进入水箱及旁通管道的气量，是测试结果更准确。稳压阀用于精确控制测试段入口气压，叶轮测速计用于测量试验段入口流速，入口压力计用于测量试验段入口压力，入口露点仪用于测量试验段入口水分质量比。出口压力计、出口露点仪用于测试流经试样后的流体压力及水分质量比。

本发明还提供一种采用上述硅钢叠片粘性阻力和惯性阻力系数的检测装置进行硅钢叠片粘性阻力和惯性阻力系数检测的方法，具体步骤为：

1)、开启空压机1，调节减压阀2，控制压力在1.1MPa；

2)、开启第一流量阀4、第二流量阀6，开启水箱加热装置9，加热至50℃；

3)、调节第一流量阀4、第二流量阀6，使入口露点仪14测得的水分质量分数达到目标；

4)、设定稳压阀11的压力为1MPa；

5)、使用入口压力计13、出口压力计23测量硅钢叠片试样16前后压力，计算ΔP；

6)、使用叶轮测速计12测得流体流速V1，根据流量守恒推算试样容器17入口流速V；

7)、以10Pa为步长依次测量稳压阀11设定1-2MPa时，10组不同入口压力下的ΔP，记录对应的V值，使用测得的数据进行二次回归，回归出方程为：ΔP＝a₁V²+a₂V，回归出式中a₁、a₂的值；

8)、计算粘性阻力

计算惯性阻力系数C₂＝2ρΔna₂；式中u为流体粘度，Δn为试样长度300mm，ρ为流体密度。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种硅钢叠片粘性阻力和惯性阻力系数的检测装置，其特征在于：包括依次连接的气源段装置、试验段装置、出气管段装置；

所述气源段装置包括空压机、减压阀、水箱、旁通管路；所述空压机与减压阀连接，所述减压阀与水箱的进气管连接；在减压阀与水箱的进气管之间依次设有第一流量阀、第一流量计；所述水箱内设有水箱加热装置和热电偶；所述旁通管路的进口设于减压阀与第一流量阀之间，旁通管路的出口与水箱的出气管连通，在旁通管路上依次设有第二流量阀、第二流量计；

所述试验段装置包括依次连接的稳压阀、叶轮测速计、试样容器；所述稳压阀与水箱的出气管连接；在叶轮测速计、试样容器之间依次设有入口压力计、入口露点仪，所述试样容器内设有硅钢叠片试样；所述试样容器上设有试样加压装置；所述试样加压装置包括若干螺栓，螺栓通过扭力扳手调节压力大小，从而控制硅钢叠片层间压力；硅钢叠片试样与试样容器接触部位使用中性硅酮密封胶密封；所述硅钢叠片试样的顶部设有试样活动盖板；

所述出气管段装置包括依次连接的出口压力计、出口露点仪。

2.根据权利要求1所述的硅钢叠片粘性阻力和惯性阻力系数的检测装置，其特征在于：所述试样容器上设有容器活动盖板，容器活动盖板通过插入式锁定销固定在试样容器上；所述进气管设置在试样容器的前端，所述出气管设置在试样容器的后端。

3.一种硅钢叠片粘性阻力和惯性阻力系数的检测方法，其特征在于：采用权利要求1或2所述的硅钢叠片粘性阻力和惯性阻力系数的检测装置进行硅钢叠片粘性阻力和惯性阻力系数检测；具体步骤为：

1)、开启空压机，调节减压阀，控制压力在1.1MPa；

2)、开启第一流量阀、第二流量阀，开启水箱加热装置，加热至50℃；

3)、调节第一流量阀、第二流量阀，使入口露点仪测得的水分质量分数达到目标；

4)、设定稳压阀的压力为1MPa；

5)、使用入口压力计、出口压力计测量硅钢叠片试样前后压力，计算ΔP；

6)、使用叶轮测速计测得流体流速V₁，根据流量守恒推算试样容器入口流速V；

7)、以10Pa为步长依次测量稳压阀设定1-2MPa时，10组不同入口压力下的ΔP，记录对应的V值，使用测得的数据进行二次回归，回归方程为：ΔP＝a₁V²+a₂V，计算出a₁、a₂的值；

8)、计算粘性阻力

计算惯性阻力系数C₂＝2ρΔna₂；式中u为流体粘度，Δn为试样长度300mm，ρ为流体密度。

Images