CN109187251A - 一种可视化气固冲蚀磨损试验箱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可视化气固冲蚀磨损试验箱，特点是包括通过合页连接上部箱体和下部箱体，上部箱体的顶部通过法兰连接有若干个等间距分布的颗粒进料仓，颗粒进料仓上设置有高压气源进口和固体颗粒进口，上部箱体内的顶部设置有若干个与颗粒进料仓一一对应连通的收缩喷嘴，相邻的收缩喷嘴之间通过隔板隔开，上部箱体的两侧分别设置有至少一个排气孔，上部箱体的顶部设置有有机玻璃视窗，有机玻璃视窗的上方设置有高速摄影仪；下部箱体内均布有若干个可调整旋转角度的被试件，下部箱体的开合侧设置有循环水进口，下部箱体的闭合侧设置有循环水出口，优点是能针对多件试样且实现在流动润湿条件下开展持续性试验。
Description
技术领域
本发明涉及气固冲蚀磨损试验装置，尤其是涉及一种可视化气固冲蚀磨损试验箱。
背景技术
在煤化工、石油化工、冶金、电力等诸多流程性工业领域中，普遍存在气固两相流。气固两相流的输送过程中，在气流的夹带和驱动下，固体颗粒会与管道或设备的内壁发生碰撞，从而导致冲蚀磨损。颗粒的持续冲蚀会导致管道或设备内表面的材料会不断流失，进而引发管道壁厚减薄、泄漏、设备性能急剧下降、功能丧失等一系列严重后果，威胁装置的生产和运行安全。目前，针对气固两相流冲蚀磨损机理和规律，学术界和工程界已经开展大量理论和实验研究，但由于冲蚀条件各异、运行工况多变且颗粒、材质的物性各不相同，其冲蚀磨损机理仍有待于进一步探索。尤其是在流动润湿条件下的气固两相流冲蚀磨损，由于被冲蚀材料表面存在一定流速的液体，会显著改变冲蚀颗粒的冲击-反弹速度和角度，甚至影响壁面附近颗粒的聚集和破碎，其失效机理和规律更加复杂。
现有的超音速气固两相流冲刷磨损试验装置（CN201110258055.9），主要存在以下技术缺陷：1）试验装置采用激波管驱动方式，速度无法连续可调；2）通过更换铝膜的方式加载颗粒，拆卸繁琐，无法进行连续试验；3）每一次试验只能针对一种试件，试验时间较长；4）无法实现流动润湿条件的气固两相流冲蚀试验。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能针对多件试样且实现在流动润湿条件下开展持续性试验的可视化气固冲蚀磨损试验箱。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种可视化气固冲蚀磨损试验箱，包括上部箱体和下部箱体，所述的上部箱体的一侧与所述的下部箱体的一侧通过合页连接，所述的上部箱体的顶部通过法兰连接有若干个等间距分布的颗粒进料仓，所述的颗粒进料仓的顶部设置有高压气源进口，所述的颗粒进料仓的侧部设置有固体颗粒进口，所述的上部箱体内的顶部设置有若干个与所述的颗粒进料仓一一对应连通的收缩喷嘴，相邻的所述的收缩喷嘴之间通过隔板隔开，所述的上部箱体的两侧分别设置有至少一个排气孔，所述的上部箱体的顶部设置有有机玻璃视窗，所述的有机玻璃视窗的上方设置有高速摄影仪；所述的下部箱体内均布有若干个可调整旋转角度的被试件，所述的被试件位于所述的收缩喷嘴的正下方且与所述的收缩喷嘴一一对应，所述的下部箱体的开合侧设置有循环水进口，所述的下部箱体的闭合侧设置有循环水出口。
所述的下部箱体内的底部设置有调节支架，所述的调节支架上沿长边方向均布有若干对支撑柱，每对所述的支撑柱之间安装一个所述的被试件，所述的被试件的中心轴两端分别穿过所述的支撑柱，所述的被试件的中心轴端部通过紧固螺母固定连接在所述的支撑柱上。
所述的收缩喷嘴与所述的上部箱体通过螺纹方式进行连接，所述的收缩喷嘴的收缩比范围为1.5:1-2:1。
所述的下部箱体的底部为圆弧形且其圆心位于所述的下部箱体的几何中心。
所述的颗粒进料仓的形状为上部圆台体和下部圆柱体一体连接而成，所述的颗粒进料仓通过所述的法兰与所述的收缩喷嘴连通。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明一种可视化气固冲蚀磨损试验箱，在气固冲蚀试验箱中，安装指定数量的被试件，并通过调节支架，设定各个被试件与水平面的夹角；根据所需要的气固冲蚀速度，选择不同收缩比的收缩喷嘴，并安装与被试件数量相对应的收缩喷嘴；安装完成后，将上部箱体和下部箱体合拢，设定高速摄影仪的拍摄频率，高压气流进入颗粒进料仓，驱动颗粒进料仓内的固体颗粒进入收缩喷嘴，并冲蚀被试件，在气固冲蚀过程中，采用高速摄影仪捕捉固体颗粒在冲蚀被试件表面时的冲击-反弹速度和角度；在气固冲蚀试验箱中可同时进行多个被试件在不同冲击角度和冲击速度下的冲蚀试验，缩短了试验进程。同时，采用隔板的方式，避免了各个冲蚀过程的相互干扰；采用循环供水系统，结合气固冲蚀试验箱，可开展流动润湿条件下的气固冲蚀试验。
附图说明
图1为本发明可视化气固冲蚀磨损试验箱的结构示意图一；
图2为本发明可视化气固冲蚀磨损试验箱的结构示意图二。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
具体实施例
一种可视化气固冲蚀磨损试验箱，如图1和图2所示，包括上部箱体1和下部箱体2，上部箱体1的一侧与下部箱体2的一侧通过合页连接，上部箱体1的顶部通过法兰3连接有若干个等间距分布的颗粒进料仓4，颗粒进料仓4的顶部设置有高压气源进口5，颗粒进料仓4的侧部设置有固体颗粒进口6，上部箱体1内的顶部设置有若干个与颗粒进料仓4一一对应连通的收缩喷嘴7（图1中显示为箱内颜色暗淡部分），相邻的收缩喷嘴7之间通过隔板8（图1中显示为箱内颜色暗淡部分）隔开，上部箱体1的两侧分别设置有至少一个排气孔9，上部箱体1的顶部设置有有机玻璃视窗10，有机玻璃视窗10的上方设置有高速摄影仪11；下部箱体2内均布有若干个可调整旋转角度的被试件12，被试件12位于收缩喷嘴7的正下方且与收缩喷嘴7一一对应，下部箱体2的开合侧设置有循环水进口13，下部箱体2的闭合侧设置有循环水出口14。
在此具体实施例中，如图2所示，下部箱体2的底部设置有调节支架15，调节支架15上沿长边方向均布有若干对支撑柱16，每对支撑柱16之间安装一个被试件12，被试件12的中心轴两端分别穿过支撑柱16，被试件12的中心轴端部通过紧固螺母17固定连接在支撑柱16上。被试件12通过其中心轴实现转动连接，通过紧固螺母17固定角度。收缩喷嘴7与上部箱体1通过螺纹方式进行连接，收缩喷嘴7的收缩比范围为1.5:1-2:1。下部箱体2底部为圆弧形且其圆心位于下部箱体2的几何中心。颗粒进料仓4的形状为上部圆台体和下部圆柱体一体连接而成，颗粒进料仓4通过法兰与收缩喷嘴7连通。
上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内，做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种可视化气固冲蚀磨损试验箱，其特征在于：包括上部箱体和下部箱体，所述的上部箱体的一侧与所述的下部箱体的一侧通过合页连接，所述的上部箱体的顶部通过法兰连接有若干个等间距分布的颗粒进料仓，所述的颗粒进料仓的顶部设置有高压气源进口，所述的颗粒进料仓的侧部设置有固体颗粒进口，所述的上部箱体内的顶部设置有若干个与所述的颗粒进料仓一一对应连通的收缩喷嘴，相邻的所述的收缩喷嘴之间通过隔板隔开，所述的上部箱体的两侧分别设置有至少一个排气孔，所述的上部箱体的顶部设置有有机玻璃视窗，所述的有机玻璃视窗的上方设置有高速摄影仪；所述的下部箱体内均布有若干个可调整旋转角度的被试件，所述的被试件位于所述的收缩喷嘴的正下方且与所述的收缩喷嘴一一对应，所述的下部箱体的开合侧设置有循环水进口，所述的下部箱体的闭合侧设置有循环水出口。
2.根据权利要求书1所述的一种可视化气固冲蚀磨损试验箱，其特征在于：所述的下部箱体内的底部设置有调节支架，所述的调节支架上沿长边方向均布有若干对支撑柱，每对所述的支撑柱之间安装一个所述的被试件，所述的被试件的中心轴两端分别穿过所述的支撑柱，所述的被试件的中心轴端部通过紧固螺母固定连接在所述的支撑柱上。
3.根据权利要求书2所述的一种可视化气固冲蚀磨损试验箱，其特征在于：所述的收缩喷嘴与所述的上部箱体通过螺纹方式进行连接，所述的收缩喷嘴的收缩比范围为1.5:1-2:1。
4.根据权利要求书3所述的一种可视化气固冲蚀磨损试验箱，其特征在于：所述的下部箱体的底部为圆弧形且其圆心位于所述的下部箱体的几何中心。
5.根据权利要求书4所述的一种可视化气固冲蚀磨损试验箱，其特征在于：所述的颗粒进料仓的形状为上部圆台体和下部圆柱体一体连接而成，所述的颗粒进料仓通过所述的法兰与所述的收缩喷嘴连通。
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