CN108957026B - 一种热态飞灰颗粒的临界反弹速度测量装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热态飞灰颗粒的临界反弹速度测量装置和方法，属于燃烧锅炉实验设备领域。该装置中含有飞灰颗粒的水在蠕动泵和高温携带气体的共同作用下，先进入炉膛，经过蒸发和加热过程，再通过喷嘴的加速运动，撞击到支持平台上。本发明可准确控制飞灰颗粒撞击条件，同时采用高速摄像机和红外热像仪分别观察颗粒的运动轨迹和测量颗粒的撞击温度，最后获得飞灰颗粒的临界反弹速度。本发明通过控制飞灰颗粒在水中的浓度，可实现飞灰以单颗粒的形式撞击到支持平台，避免了大量颗粒撞击所带来的干扰。本发明装置严格控制撞击条件，可以考察温度、速度和材质等方面因素对测量结果的影响，从而较为全面的研究飞灰颗粒的临界反弹速度。

Description

一种热态飞灰颗粒的临界反弹速度测量装置和方法

技术领域

本发明属于燃烧锅炉实验设备领域，涉及模拟锅炉中飞灰颗粒在热态下碰撞的实验装置，更具体地说，涉及一种热态飞灰颗粒的临界反弹速度测量装置和方法。

背景技术

锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。燃料在锅炉中燃烧会产生飞灰，尤其是我国电站锅炉以燃煤为主，而且有相当一部分动力煤，煤质并不高，含有较高的灰分或者高的碱金属含量，容易在受热面上产生积灰或结渣。为了进一步认清飞灰的沉积机理，降低飞灰沉积对锅炉运行的影响，非常有必要加强对飞灰沉积问题的研究。

随着计算流体力学的发展，人们试图通过数值模拟的方法，来预测锅炉设备中灰沉积的形成和增长过程，以便为锅炉的设计和运行提供指导和服务。但是由于灰沉积的形成过程非常复杂，受到燃烧条件，飞灰的形成特性、气固流场特性、换热器的布置方式和沉积灰的特征等多种因素的影响，以至于至今人们对飞灰沉积机理的认识依然不完整和足够深刻。而且，目前模拟煤粉炉热态飞灰的沉积特性，通常采用的临界粘度沉积模型，该模型只考虑了飞灰化学组分和温度的影响，而忽略其他重要因素的影响，导致模型预测的精度有限。有学者采用临界速度模型来预测飞灰的沉积，该模型考虑颗粒的速度，温度和沉积灰表面特性对颗粒沉积的影响。相比粘度沉积模型，该模型更加全面的描述了环境因素对颗粒沉积的影响。但由于问题的复杂性，构建的理论模型并不能时常能准确模拟颗粒的沉积过程，所以这时候需要通过实验手段来进一步完善理论模型。在基于临界反弹速度的沉积模型的构建过程中，一个关键的参数就是飞灰颗粒的临界反弹速度。它是用来判断颗粒撞击壁面上时沉积与否的最小速度，即颗粒的撞击速度超过这个值时，颗粒发生反弹，反之将沉积。关于飞灰颗粒的临界反弹速度的理论计算，目前学者们持不同的观点。另外，加上影响因素众多，如沉积颗粒的直径，速度，化学成分，温度和表面粗糙度等等，导致其理论计算仍然具有不确定性。因此，非常有必要对飞灰的临界反弹速度，作系统而深入的研究。正如前面所述，颗粒的沉积受多种因素影响，如何严格控制这些因素，保证获得准确的测量结果，是实验研究关键问题所在。同时，前人的研究表明，温度(颗粒温度和撞击面温度)在飞灰颗粒的沉积中扮演着重要的角色。因此，通过实验手段获得两者的相关性，成为影响沉积模型开发的一个重要因素。本发明也是在这种背景下产生的。

关于直接测量热态飞灰颗粒的临界反弹速度的专利和文献并没有发现。公开发表的一篇文献，李素芬，谢俊飞灰颗粒与平板表面撞击过程的实验研究，化工学报，2013，64(09)：3161-3167)中飞灰颗粒的碰撞过程是在冷态下发生的，而本专利模拟高温条件下，其颗粒临界碰撞速度的测量更贴近实际。

现有专利中，例如，中国专利申请号为：201410491912.3，公开日为：2015年1月21日的专利文献，公开了一种燃料颗粒热态碰撞恢复系数测量装置及测量方法。该专利在测量目的和测量装置以及测量方法方面与本专利有显著差异。前者目的是测量热态颗粒的反弹恢复系数，而本发明关注热态颗粒的临界反弹速度。而且前者燃烧颗粒的撞击速度可调节范围受到限制，所以并不能直接测量出颗粒的临界反弹速度。

发明内容

1、要解决的问题

本发明提供一种热态飞灰颗粒的临界反弹速度测量装置，其目的是准确测量飞灰颗粒临界反弹速度和全面考察其影响因素，这一目前难以解决的技术问题。

该实验装置能通过降低入口颗粒浓度大小，使其形成单个飞灰颗粒撞击平台的过程，便于观察飞灰颗粒撞击轨迹和撞击瞬间速度，同时，控制飞灰颗粒入射速度和平台温度，从而较为全面精确地开展热态颗粒临界反弹速度方面的研究。该实验装置尤其适用于飞灰颗粒撞击换热器表面的临界反弹速度的测量。

本发明还提供飞灰颗粒热态碰撞实验装置的使用方法，可以模拟飞灰颗粒在不同粒径、不同炉温、不同入射速度等条件下的碰撞实验，更加全面、可靠、精准地研究飞灰颗粒热态碰撞特征；并给出飞灰颗粒撞击换热器表面的临界反弹速度的测量方法。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种飞灰颗粒热态碰撞实验装置，包括设有炉膛的加热炉、位于加热炉内的支持平台、飞灰供给组件和气源组件；所述炉膛的下端对准支持平台；所述飞灰供给组件包括飞灰容器和蠕动泵，飞灰容器、蠕动泵和炉膛的上端依次连接；所述气源组件用于向炉膛内通入流动气体。

作为进一步改进，所述飞灰供给组件还包括磁力搅拌器，所述飞灰容器置于磁力搅拌器上。

作为进一步改进，所述气源组件包括截止阀和氮气瓶，氮气瓶的出口经截止阀分别连接炉膛的上端和加热炉的上端。

作为进一步改进，所述气源组件还包括质量流量计和预热炉，质量流量计设置于截止阀和氮气瓶之间，预热炉对截止阀流出的气体加热后通入炉膛和加热炉。

作为进一步改进，还包括平台温控组件；所述平台温控组件包括温控管和空气压缩机；所述温控管的上端接支持平台，下端为空气入口，其侧面靠下位置设有空气出口；所述空气压缩机的出口连接温控管的空气入口。

作为进一步改进，所述平台温控组件还包括温度采集仪、电动调节阀和PID控制器；所述温度采集仪中的热电偶连接支持平台，用于采集支持平台的温度，温度采集仪连接计算机，计算机、PID控制器和电动调节阀依次连接，电动调节阀设置于空气压缩机与温控管的空气入口之间。

作为进一步改进，还包括尾气处理部分，尾气处理部分包括依次相连的旋风分离器、冷凝器、除尘器和引风机，所述旋风分离器的进口连接加热炉下端的气体出口。

一种飞灰颗粒热态碰撞实验装置的使用方法，其操作步骤为：

首先，取毫克级的飞灰放入飞灰容器中，加水稀释，并通过磁力搅拌器进行搅拌；然后，打开截止阀，并启动蠕动泵，飞灰混合液随氮气瓶中经预热炉加热的氮气进入炉膛，在炉膛内水蒸汽迅速蒸发，而飞灰颗粒在高温气体的携带作用下，从炉膛下端喷出，射向支持平台的表面；

在飞灰颗粒射向支持平台的过程中，通过红外热像仪监测飞灰颗粒接触支持平台瞬间温度，通过高速摄像机拍摄飞灰颗粒的运动轨迹图像；

支持平台的温度控制过程为：热电偶监测支持平台的温度，被温度采集仪采集并输送至计算机，计算机通过PID控制器控制电动调节阀的开度，控制空气压缩机通入温控管中的气体流速，实现支持平台的动态温控。

一种飞灰颗粒热态碰撞临界反弹速度的测量方法，其操作步骤为：首先，采用上述热态飞灰颗粒的临界反弹速度测量装置的使用方法进行飞灰颗粒撞击支持平台操作，通过高速摄像机拍摄飞灰颗粒支持平台前后的照片计算飞灰颗粒法向入射速度和法向反弹速度；然后，通过条件流量和喷嘴的大小来改变飞灰颗粒入射速度大小，进行多次撞击操作，获取多组飞灰颗粒的法向入射速度和法向反弹速度，计算法向恢复系数，并以法向恢复系数为X轴，法向入射速度为Y轴绘制恢复系数随法向入射速度的变化曲线图；最后，变化曲线与X轴的交点值即为临界反弹速度。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明飞灰颗粒热态碰撞实验装置，通过飞灰供给组件和气源组件的巧妙配合，可使得飞灰混合液在炉膛内加热形成飞灰颗粒，并能使得单个飞灰颗粒从炉膛射出支持平台，且通过控制气源组件的气流速度可控制飞灰颗粒射向支持平台的入射速度，控制飞灰混合液浓度，可控制飞灰颗粒的射出密度，从而研究飞灰颗粒热态下，不同入射速度产生的碰撞特性。

(2)本发明飞灰颗粒热态碰撞实验装置，飞灰供给组件中通过磁力搅拌器对飞灰容器中飞灰混合液进行搅拌，使得混合液保持均匀，避免飞灰颗粒沉淀。

(3)本发明飞灰颗粒热态碰撞实验装置，气源组件通过氮气瓶分别向炉膛和加热炉内通高温气体，目的是控制颗粒速度的同时，提供足够的热源对飞灰颗粒进行快速升温。且通过截止阀和质量流量计可控制，并显示氮气流量大小。

(4)本发明飞灰颗粒热态碰撞实验装置，支持平台的温度可通过平台温控组件进行动态控制，即由温度采集仪实时检测支持平台的温度，并传递至计算机，再经PID控制器控制电动调节阀的开度，调节空气压缩机通入温控管的气体流速，带走支持平台的部分热量，从而达到支持平台的温度调控，模拟飞灰颗粒撞击不同温度的支持平台，这也是真实的炉内氛围和换热器表面等部位是有温差的较为真实环境，更贴近锅炉运行的条件；同样地，支持平台可更换不同材质，可模拟换热器表面和沉积灰层两种碰撞环境，这也更贴近锅炉运行环境。

(5)本发明飞灰颗粒热态碰撞实验装置，通过尾气处理部分可对加热炉产生的废气进行处理，吸收水蒸气和飞灰颗粒，从而避免水蒸气进入空气中遇冷形成雾气，影响操作环境，以及避免飞灰颗粒进入空气造成环境污染。

(6)本发明飞灰颗粒热态碰撞实验装置的使用方法，可以模拟飞灰颗粒在不同粒径、不同炉温、不同入射速度，以及不同换热器表面材质等条件下的碰撞实验，更加全面、可靠、精准地研究飞灰颗粒热态碰撞特征。

(7)本发明飞灰颗粒热态碰撞临界反弹速度的测量方法，可以简单、方便、快捷地测量飞灰颗粒不同条件下撞击换热器表面的临界反弹速度。

(8)本发明飞灰颗粒热态碰撞临界反弹速度的测量方法，不仅限于飞灰颗粒，其他颗粒的临界反弹速度可以进行测量。

附图说明

图1为本发明飞灰颗粒热态碰撞实验装置的原理示意图。

图中：1、飞灰容器；2、磁力搅拌器；3、蠕动泵；4、均流器；5、预热炉；6、截止阀；7、质量流量计；8、氮气瓶；9、炉膛；10、喷嘴；11、加热炉；12、红外热像仪；13、高速摄像机；14、支持平台；15、计算机；16、温度采集仪；17、电动调节阀；18、PID控制器；19、空气压缩机；20、热电偶；21、空气入口；22、空气出口；23、旋风分离器；24、冷凝器；25、除尘器；26、引风机。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述。

实施例1

如图1所示，本实施例的一种飞灰颗粒热态碰撞实验装置，其主要作用在于较为真实地模拟锅炉高温条件下飞灰颗粒与换热器表面碰撞的特性，尤其是，飞灰颗粒在锅炉内换热器表面等易积灰结渣的部位的碰撞过程，通过进行不同气流速度条件下飞灰颗粒撞击换热器表面的实验，判断不同粒径飞灰颗粒撞击平台时临界反弹速度的大小，从而为临界反弹速度的建模提供实验数据。

该装置除了传统类似实验装置所包括的加热炉11、红外热像仪12、高速摄像机13、支持平台14外，还包括飞灰供给组件、气源组件和尾气处理部分，考虑更多碰撞因素，更加真实地模拟锅炉高温条件。其中，加热炉11用于模拟锅炉的高温环境；红外热像仪12用于对飞灰颗粒进行热成像，测量其温度；高速摄像机13用于拍摄飞灰颗粒不同位置照片，获得其运行轨迹；支持平台14用于模拟锅炉的换热器表面，可以更换不同的表面材质和换热器表面温度达到不同换热器表面状态模拟；而飞灰供给组件则是向加热炉11内供给飞灰颗粒；气源组件则是对飞灰颗粒进行加速，使其获得不同的入射速度；尾气处理部分则是对加热炉11实验过程中产生的尾气进行处理。下面对各部分的结构和连接关系，以及该装置的工作原理进行较为详细的说明。

加热炉11主体采用优质石英玻璃，并采用电加热方式进行加热，加热温度控制在800℃以下；加热炉11内设置有长管形的炉膛9，炉膛9从加热炉11的上方插入，炉膛9的下端伸入加热炉11内，并伸至加热炉11内靠下部分，炉膛9作为飞灰颗粒的加热和加速空间，从其下端射出。本实施例中，炉膛9的下端安装喷嘴10，有利于控制飞灰颗粒的垂直射出，而不易发生四散，且改变喷嘴10大小也能达到调节飞灰颗粒入射速度的作用。

支持平台14位于加热炉11内靠下端的位置，且炉膛9的下端对准支持平台14，射出的飞灰颗粒可以直接撞击支持平台14。在与支持平台14大致位于同一高度的加热炉11侧壁上开设两处玻璃视窗，红外热像仪12和高速摄像机13分别设置于加热炉11外的一处玻璃视窗处，透过玻璃视窗可对支持平台14进行拍摄，从而监测飞灰颗粒与支持平台14的碰撞过程。这里，红外热像仪12采用高温红外热像仪，负责颗粒温度的追踪；高速摄像机13则负责拍摄颗粒接近支持平台14和撞击反弹的运动轨迹。

飞灰供给组件和气源组件均与炉膛9的上端连接。飞灰供给组件主要包括飞灰容器1、磁力搅拌器2和蠕动泵3，飞灰容器1用于盛装飞灰，并形成飞灰混合液，这次采用烧杯；飞灰容器1通过管路接蠕动泵3，蠕动泵3通过管路再接炉膛9的上端，蠕动泵3可将飞灰容器1内飞灰混合液吸入，并送至炉膛9。飞灰容器1置于磁力搅拌器2上，通过磁力搅拌器2对飞灰容器1中飞灰混合液进行搅拌，使得混合液保持均匀，避免飞灰颗粒沉淀。

气源组件用于向炉膛9内通入流动气体，该气体采用惰性气体，此处为氮气。气源组件主要包括预热炉5、截止阀6、质量流量计7和氮气瓶8，氮气瓶8的出口经质量流量计7连接截止阀6的进口，截止阀6的出口经预热炉5接至炉膛9的上端，从而氮气瓶8中的氮气经预热炉5加热后通入炉膛9。氮气进入炉膛9时温度基本与炉内温度相同，避免炉内热量大量散失，而造成炉膛9内局部温度较低，形成温差，对实验精度带来误差，保证炉内各处温度一致；且通过截止阀6可控制氮气通断和流量大小，控制飞灰颗粒入射速度；质量流量计7可实时监控流量大小，便于调节气体流量。

通过飞灰供给组件和气源组件的巧妙配合，可使得飞灰混合液在炉膛内加热形成飞灰颗粒，并能得到单个飞灰颗粒从炉膛射出碰撞平台，且通过控制气源组件的气流速度可控制飞灰颗粒射向支持平台的入射速度，控制飞灰混合液浓度，可控制飞灰颗粒的射出密度，从而研究飞灰颗粒热态下，不同入射速度产生的碰撞特性。

值得说明的是，经预热炉5加热后的氮气通过另一路通入加热炉11的上端，可在加热炉11内外形成保护气氛，保证炉膛内外温度基本一致，以免热态飞灰颗粒飞出炉膛9后受到温差的干扰，无法准确控制颗粒撞击时的温度。并且，为了两路氮气流速的不同控制，通入炉膛9和加热炉11的氮气分两路供给，也就是分别通过两个氮气瓶8供气，分两路管路供气，如图1中所示。此外，加热炉11的上端还安装均流器4，通入加热炉11上端的氮气经均流器4后进入炉内，保证炉内气流稳定，避免对颗粒射出速度产生影响。

平台温控组件用于控制支持平台14的温度，从而获得不同温度的支持平台14，可以模拟颗粒撞击不同温度的支持平台14的碰撞特性。平台温控组件主要包括温控管、温度采集仪16、电动调节阀17、PID控制器18、和空气压缩机19；其中，温控管为中空管件，其上端接支持平台14，下端为空气入口21，其侧面靠下位置设有空气出口22；空气压缩机19的出口通过管路连接温控管的空气入口21，空气压缩机19可将空气鼓入温控管内，并从空气出口22排出，在温控管内形成气流，带走部分支持平台14温度从而改变支持平台14温度；温度采集仪16中的热电偶20连接支持平台14，用于采集支持平台14的温度，温度采集仪16连接计算机15，计算机15、PID控制器18和电动调节阀17依次连接，电动调节阀17设置于空气压缩机19与温控管的空气入口21之间的管路上。由此可见，支持平台14的温度可通过平台温控组件进行动态控制，即由温度采集仪16实时检测支持平台14的温度，并传递至计算机15，再经PID控制器18控制电动调节阀17的开度，调节空气压缩机19通入温控管的气体流速，带走支持平台14的部分热量，从而达到支持平台14的温度调控，模拟飞灰颗粒撞击不同温度的支持平台14，这也是真实的炉内氛围和换热器表面等部位是有温差的较为真实环境，更贴近锅炉运行的条件。同样地，支持平台14可更换不同材质，采用钢或将飞灰压缩成一定厚度的块状体，可模拟换热器表面和沉积灰层两种碰撞环境，这也更贴近锅炉运行环境。

在加热炉11的下端设置有气体出口，尾气处理部分连接加热炉11的气体出口，用于对实验过程中产生的废气进行处理，排出干净的气体。该尾气处理部分主要包括依次相连的旋风分离器23、冷凝器24、除尘器25和引风机26，旋风分离器23的进口连接加热炉11下端的气体出口；其中除尘器25采用布袋除尘器。由此可见，通过尾气处理部分可对加热炉11产生的废气进行处理，吸收水蒸气和飞灰颗粒，从而避免水蒸气进入空气中遇冷形成雾气，影响操作环境，以及避免飞灰颗粒进入空气造成环境污染。

综上可知，本实施例飞灰颗粒热态碰撞实验装置能控制单个飞灰颗粒支持平台，并观察飞灰颗粒撞击轨迹和撞击瞬间速度，同时，可研究飞灰颗粒大小、颗粒速度、颗粒温度、入射速度、换热器表面材质、换热器表面温度等因素对热态颗粒碰撞的影响，从而较为全面精确地开展热态颗粒临界反弹速度方面的研究。该实验装置尤其适用于燃煤锅炉燃烧过程中，飞灰颗粒撞击换热器表面的临界反弹速度的测量。

实施例2

本实施例提供了实施例1中飞灰颗粒热态碰撞实验装置的使用方法，可以模拟飞灰颗粒在不同粒径、不同炉温、不同入射速度，以及不同换热器表面材质等条件下的碰撞实验，更加全面、可靠、精准地研究飞灰颗粒热态碰撞特征。

热态飞灰颗粒的临界反弹速度测量装置的使用方法，其操作步骤如下：

首先，取毫克级的飞灰放入飞灰容器1中，加水稀释，并通过磁力搅拌器2进行搅拌；然后，打开截止阀6，并启动蠕动泵3，飞灰混合液随氮气瓶8中经预热炉5加热的氮气进入炉膛9，在炉膛9内水蒸汽迅速蒸发，而飞灰颗粒在高温气体的携带作用下，从炉膛9下端喷出，射向支持平台14的表面。

在飞灰颗粒射向支持平台14的过程中，通过红外热像仪12监测飞灰颗粒接触支持平台14瞬间温度，通过高速摄像机13拍摄飞灰颗粒的运动轨迹图像。

支持平台14的温度控制过程为：热电偶20监测支持平台14的温度，被温度采集仪16采集并输送至计算机15，计算机15通过PID控制器18控制电动调节阀17的开度，控制空气压缩机19通入温控管中的气体流速，实现支持平台14的动态温控。

尾气处理过程为：尾气经加热炉11的气体出口进入旋风分离器23将固体颗粒与气体分离，再进入冷凝器24对水蒸气进行冷凝吸收，接着进入除尘器25除去最后的粉尘，最后干净气体从引风机26排出。

实施例3

本实施例提供了一种热态飞灰颗粒的临界反弹速度的测量方法，采用实施例1中的实验装置测量飞灰颗粒撞击支持平台14时的临界反弹速度。临界速度是撞击过程的重要参数，颗粒的入射速度低于临界速度时颗粒将沉积，导致换热面发生积灰；颗粒的入射速度高于临界速度时颗粒发生反弹。具体操作步骤为：

首先，采用实施例2的方法进行飞灰颗粒撞击支持平台14操作，通过高速摄像机13拍摄飞灰颗粒撞击支持平台14前后的照片计算飞灰颗粒法向入射速度和法向反弹速度。飞灰颗粒速度测量方法为：选取撞击前或者撞击后的两张一定时间间隔t内的照片，采用图像处理软件Image测量某个颗粒的位置移动的绝对距离s，再通过表达式s/t即可得到该颗粒的瞬时速度；与此同时，通过图像处理也可以得到颗粒的直径。颗粒温度将采用的红外热像仪12进行测量，同时也拟辅助采用Fluent对试验台进行模拟，可以得到撞击换热器表面的不同直径颗粒的温度。

然后，通过条件流量和喷嘴的大小来改变飞灰颗粒入射速度大小，进行多次撞击操作，获取多组飞灰颗粒的法向入射速度和法向反弹速度(法向速度是指颗粒在垂直于支持平台方向的分速度)，计算法向恢复系数(颗粒反弹速度的法向速度与颗粒入射速度的法向速度之比)，并以法向恢复系数为X轴，法向入射速度为Y轴绘制恢复系数随法向入射速度的变化曲线图。

最后，对曲线进行延长拟合，变化曲线与X轴的交点值即为临界反弹速度。

由此可见，通过上述测量方法可以简单、方便、快捷地测量飞灰颗粒不同条件下撞击换热器表面的临界反弹速度，所得数据较为精准。

本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种热态飞灰颗粒的临界反弹速度测量装置，包括设有炉膛(9)的加热炉(11)，以及位于加热炉(11)内的支持平台(14)；所述炉膛(9)的下端对准支持平台(14)，其特征在于：还包括飞灰供给组件、气源组件和平台温控组件；所述飞灰供给组件包括飞灰容器(1)和蠕动泵(3)，飞灰容器(1)、蠕动泵(3)和炉膛(9)的上端依次连接；所述气源组件用于向炉膛(9)内通入流动气体；

所述平台温控组件包括温控管、温度采集仪(16)、电动调节阀(17)、PID控制器(18)和空气压缩机(19)；所述温控管的上端接支持平台(14)，下端为空气入口(21)，其侧面靠下位置设有空气出口(22)；所述空气压缩机(19)的出口连接温控管的空气入口(21)；所述温度采集仪(16)中的热电偶(20)连接支持平台(14)，用于采集支持平台(14)的温度，温度采集仪(16)连接计算机(15)，计算机(15)、PID控制器(18)和电动调节阀(17)依次连接，电动调节阀(17)设置于空气压缩机(19)与温控管的空气入口(21)之间。

2.根据权利要求1所述的一种热态飞灰颗粒的临界反弹速度测量装置，其特征在于：所述飞灰供给组件还包括磁力搅拌器(2)，所述飞灰容器(1)置于磁力搅拌器(2)上。

3.根据权利要求2所述的一种热态飞灰颗粒的临界反弹速度测量装置，其特征在于：所述气源组件包括截止阀(6)和氮气瓶(8)，氮气瓶(8)的出口经截止阀(6)分别连接炉膛(9)的上端和加热炉(11)的上端。

4.根据权利要求3所述的一种热态飞灰颗粒的临界反弹速度测量装置，其特征在于：所述气源组件还包括质量流量计(7)和预热炉(5)，质量流量计(7)设置于截止阀(6)和氮气瓶(8)之间，预热炉(5)对截止阀(6)流出的气体加热后通入炉膛(9)和加热炉(11)。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种热态飞灰颗粒的临界反弹速度测量装置，其特征在于：还包括尾气处理部分，尾气处理部分包括依次相连的旋风分离器(23)、冷凝器(24)、除尘器(25)和引风机(26)，所述旋风分离器(23)的进口连接加热炉(11)下端的气体出口。

6.权利要求4所述一种热态飞灰颗粒的临界反弹速度测量装置的使用方法，其操作步骤为：

首先，取毫克级的飞灰放入飞灰容器(1)中，加水稀释，并通过磁力搅拌器(2)进行搅拌；然后，打开截止阀(6)，并启动蠕动泵(3)，飞灰混合液随氮气瓶(8)中经预热炉(5)加热的氮气进入炉膛(9)，在炉膛(9)内水蒸汽迅速蒸发，而飞灰颗粒在高温气体的携带作用下，从炉膛(9)下端喷出，射向支持平台(14)的表面；

在飞灰颗粒射向支持平台(14)的过程中，通过红外热像仪(12)监测飞灰颗粒接触支持平台(14)瞬间温度，通过高速摄像机(13)拍摄飞灰颗粒的运动轨迹图像；

支持平台(14)的温度控制过程为：热电偶(20)监测支持平台(14)的温度，被温度采集仪(16)采集并输送至计算机(15)，计算机(15)通过PID控制器(18)控制电动调节阀(17)的开度，控制空气压缩机(19)通入温控管中的气体流速，实现支持平台(14)的动态温控。

7.一种热态飞灰颗粒的临界反弹速度的测量方法，其操作步骤为：首先，采用权利要求6的方法进行飞灰颗粒撞击支持平台(14)操作，通过高速摄像机(13)拍摄飞灰颗粒支持平台(14)前后的照片，计算飞灰颗粒法向入射速度和法向反弹速度；然后，通过条件流量和喷嘴的大小来改变飞灰颗粒入射速度大小，进行多次撞击操作，获取多组飞灰颗粒的法向入射速度和法向反弹速度，计算法向恢复系数，并以法向恢复系数为X轴，法向入射速度为Y轴绘制恢复系数随法向入射速度的变化曲线图；最后，变化曲线与X轴的交点值即为临界反弹速度。

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