CN114705597A - 一种气固两相流动沉积特性实验装置 - Google Patents
一种气固两相流动沉积特性实验装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114705597A CN114705597A CN202210378449.6A CN202210378449A CN114705597A CN 114705597 A CN114705597 A CN 114705597A CN 202210378449 A CN202210378449 A CN 202210378449A CN 114705597 A CN114705597 A CN 114705597A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- communicated
- ball valve
- gas
- solid
- box
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000008021 deposition Effects 0.000 title claims abstract description 25
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 230000005514 two-phase flow Effects 0.000 title claims abstract description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 48
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 11
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 abstract 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 abstract 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000010883 coal ash Substances 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/04—Investigating sedimentation of particle suspensions
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
Abstract
本发明公开了一种气固两相流动沉积特性实验装置。包括旋涡风机、蒸汽发生器、空气加热器、加湿器、储水罐、实验箱、球阀、文丘里混合器、高速摄像机、计算系统等组成。储水罐右侧连通蒸汽发生器，下侧连通加湿器，左侧连通实验箱。供气系统包括旋涡风机和空气加热器，装置尾部使用颗粒收集袋，实现气固分离，收集固体颗粒。本发明可用来研究不同空气温度、湿度条件下颗粒沉积规律，揭示颗粒沉积率与温度，湿度的关系。可为锅炉换热器、气力输送、除尘设备的选型与优化提供数据支撑。
Description
技术领域
本发明涉及一种沉积实验装置，具体涉及一种气固两相流动沉积特性实验装置。
背景技术
颗粒沉积附壁现象广泛存在于气力输送，化工，热能领域。在热能领域中，换热器的使用能够提高工业余热的利用率。但是，煤粉燃烧产生大量粉煤灰杂质，具有较强的粘附性，气固系统的不洁净导致大量的飞灰沉积在换热器表面。研究发现，几毫米厚的沉积层会导致传热系数降低25％，并且会降低设备可靠性。
目前有关气固两相流动过程中颗粒的沉积研究相对较少，本发明目的在于提供一种气固两相流动沉积特性实验装置，用于研究在不同温度，不用空气湿度条件下，粉煤灰颗粒的沉积效率及运动特性。以便于对降低颗粒沉积，换热设备结构优化提供理论支持。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气固两相流动沉积特性实验装置，对工业过程中锅炉换热器颗粒沉积进行模拟。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案:
一种气固两相流动沉积特性实验装置，包括旋涡风机，蒸汽发生器，七个球阀，两个三通管，空气加热器，储水罐，加湿器，颗粒进料口，文丘里混合器，空气湿度计，质量流量计，两个温度计，电加热器，实验箱，换热管，颗粒收集袋，水池，计算系统，高速摄像机；
所述储水罐左侧与实验箱连通，右侧连通蒸汽发生器，下侧连通加湿器；所述加湿器，空气加热器和蒸汽发生器通过三通管Ⅰ连通，空气加热器一端与旋涡风机连通；所述加湿器左端连通文丘里混合器，文丘里混合器上端连接颗粒进料口，左端连接三通管Ⅱ；所述三通管Ⅱ顶部安装空气湿度计，左侧连通实验箱，管道之间安装有质量流量计；所述实验箱内安装换热管，顶部安装有电加热器和温度计Ⅱ并延伸至换热管内，左端连通颗粒收集袋；所述换热管下端放置水池；所述实验箱一侧放置高速摄像机，与计算系统连接。
所述三通管Ⅱ下端连通测试支路，测试支路安装有温度计Ⅰ，测试支路一端与大气连通。
所述实验箱材料为透明玻璃。
所述换热管上端与下端使用法兰盘与实验箱之间连接。实验箱上方安装电加热器与温度计Ⅱ。
所述颗粒收集袋所用材质为筛网材料。
实验所用颗粒材料为粉煤灰颗粒。
本发明具有如下有益效果：
(1)本装置通过蒸汽发生器，加湿器，空气加热器控制实验环境的空气湿度与温度，温度计和空气湿度计实时检测空气温度与湿度，加湿器实现对空气湿度微观调控，以便于保证实验过程中环境的一致性。本发明操作简单，实验结果准确，能够实现在确定条件下，控制单一因素变化。
(2)三通管Ⅱ下端连通测试支路，通过测试支路调节空气湿度与温度，当气流速度、温度、湿度条件稳定后，注入粉煤灰颗粒，连通实验箱。进一步降低了环境误差，提升了实验准确性。
附图说明
图1是本装置的结构示意图；；
图中:1、旋涡风机，2、蒸汽发生器，3、球阀Ⅰ，4、球阀Ⅱ，5、三通管Ⅰ，6、空气加热器，7、储水罐，8、球阀Ⅲ，9、加湿器，10、颗粒进料口，11、球阀Ⅳ，12、文丘里混合器，13、三通管Ⅱ，14、球阀Ⅴ，15、温度计Ⅰ，16、球阀Ⅵ，17、空气湿度计，18、质量流量计，19、球阀Ⅶ，20、温度计Ⅱ，21、球阀Ⅷ，22、水池，23、电加热器，24、实验箱，25、换热管，26、颗粒收集袋，27、计算系统，28、高速摄像机。
具体实施方案
下面将结合附图对本装置进行详细说明：
如图1所示，本发明是一种气固两相流动沉积特性实验装置，包括旋涡风机1，蒸汽发生器2，七个球阀，两个三通管，空气加热器6，储水罐7，加湿器9，颗粒进料口10，文丘里混合器12，空气湿度计17，质量流量计18，两个温度计，电加热器23，实验箱24，换热管25，颗粒收集袋26，水池22，计算系统27，高速摄像机28。
储水罐7左侧与实验箱24连通，右侧连通蒸汽发生器2，下侧连通加湿器9；所述加湿器9，空气加热器6和蒸汽发生器2通过三通管Ⅰ5连通，空气加热器6一端与旋涡风机1连通；所述加湿器9左端连通文丘里混合器12，文丘里混合器12上端连接颗粒进料口10，左端连接三通管Ⅱ13；所述三通管Ⅱ13顶部安装空气湿度计17，左侧连通实验箱24，管道之间安装有质量流量计18；所述实验箱24内安装换热管25，顶部安装有电加热器23和温度计Ⅱ20并延伸至换热管25内，左端连通颗粒收集袋26；所述换热管25下端放置水池22；所述实验箱24一侧放置高速摄像机28，与计算系统27连接。
三通管Ⅱ13下端连通测试支路，测试支路安装有温度计Ⅰ15，测试支路一端与大气连通。当气流条件稳定时，打开球阀Ⅶ19和球阀Ⅳ11，关闭球阀Ⅵ16，连通实验箱24，注入颗粒。避免了气流不稳定时对实验箱24与换热管25内环境条件的影响。
实验箱24材料为透明玻璃。高速摄像机28放置在实验箱24一侧。
换热管25上端与下端使用法兰盘与实验箱24之间连接，以便于拆卸换热管25。实验箱24上方安装电加热器23与温度计Ⅱ20并延伸至换热管25内，监测并调节水流温度。
颗粒收集袋26所用材质为筛网材料，过滤气体，拦截颗粒。
实验所用颗粒材料为煤粉燃烧后产生的粉煤灰颗粒，用于模拟锅炉换热器中颗粒沉积现象。
本发明的工作过程如下：
安装好气固两相流动沉积特性实验装置，将换热管25固定在实验箱24内。打开球阀Ⅴ14与球阀Ⅷ21，水流从储水罐7注入换热管25内，之后关闭球阀Ⅴ14与球阀Ⅷ21，通过电加热器23与温度计Ⅱ20控制换热管25内温度。打开球阀Ⅵ16，旋涡风机1启动，旋涡风机1连接空气加热器6，可将空气加热至350℃至600℃之间。打开球阀Ⅰ3与球阀Ⅱ4，启动蒸汽发生器2提高空气湿度与空气温度，空气湿度计17与温度计Ⅰ15监测管道气流状态，加湿器9调节气流条件至设定值。空气温度与湿度达到预期后，打开球阀Ⅳ11，球阀Ⅶ19，关闭球阀Ⅵ16，从颗粒进料口10注入一定质量粉煤灰颗粒，颗粒通过文丘里混合器12混合气流，通过管道进入实验箱24内，颗粒与换热管25发生接触并沉积在换热管25表面。实验过程中未沉积的颗粒通过实验箱24左侧的颗粒收集袋26进行颗粒回收。颗粒沉积实验开始与结束过程中始终打开高速摄像机28，通过计算系统27分析处理数据。
换热管25所用材料可以为不锈钢，在实验前后对换热管25各有一次称重，得到实验之后换热管25增加质量Δm，实验前测量注入粉煤灰颗粒总质量为mt，则可以定义颗粒沉积效率为实验前后换热管25增加质量Δm与注入颗粒总质量mt之比，即η＝Δm/mt。
本发明可控制的实验变量为：气流条件(气流温度、气流湿度、气流速度)、换热管条件(换热管材料、管内水流温度)、颗粒条件(颗粒材料、颗粒直径、颗粒数量)。
Claims (6)
1.一种气固两相流动沉积特性实验装置，其特征在于：包括旋涡风机(1)，蒸汽发生器(2)，球阀Ⅰ(3)，球阀Ⅱ(4)，球阀Ⅲ(8)，球阀Ⅳ(11)，球阀Ⅴ(14)，球阀Ⅵ(16)，球阀Ⅶ(19)，球阀Ⅷ(21)，三通管Ⅰ(5)，三通管Ⅱ(13)，空气加热器(6)，储水罐(7)，加湿器(9)，颗粒进料口(10)，文丘里混合器(12)，空气湿度计(17)，质量流量计(18)，温度计Ⅰ(15)，温度计Ⅱ(20)，电加热器(23)，实验箱(24)，换热管(25)，颗粒收集袋(26)，水池(22)，计算系统(27)，高速摄像机(28)；
所述储水罐(7)左侧与实验箱(24)连通，右侧连通蒸汽发生器(2)，下侧连通加湿器(9)；所述加湿器(9)，空气加热器(6)和蒸汽发生器(2)通过三通管Ⅰ(5)连通，空气加热器(6)一端与旋涡风机(1)连通；所述加湿器(9)左端连通文丘里混合器(12)，文丘里混合器(12)上端连接颗粒进料口(10)，左端连接三通管Ⅱ(13)；所述三通管Ⅱ(13)顶部安装空气湿度计(17)，左侧连通实验箱(24)，管道之间安装有质量流量计(18)；所述实验箱(24)内安装换热管(25)，顶部安装有电加热器(23)和温度计Ⅱ(20)并延伸至换热管(25)内，左端连通颗粒收集袋(26)；所述换热管(25)下端放置水池(22)；所述实验箱(24)一侧放置高速摄像机(28)，与计算系统(27)连接。
2.根据权利要求1所述的一种气固两相流动沉积特性实验装置，其特征在于:所述三通管(13)下端连通测试支路，测试支路安装有温度计Ⅰ(15)，测试支路一端与大气连通。
3.根据权利要求1所述的一种气固两相流动沉积特性实验装置，其特征在于:所述实验箱(24)材料为透明玻璃。
4.根据权利要求1所述的一种气固两相流动沉积特性实验装置，其特征在于:所述换热管(25)上端与下端使用法兰盘与实验箱(24)之间连接。实验箱(24)上方安装电加热器(23)与温度计Ⅱ(20)。
5.根据权利要求1所述的一种气固两相流动沉积特性实验装置，其特征在于:所述颗粒收集袋(26)所用材质为筛网材料。
6.根据权利要求1所述的一种气固两相流动沉积特性实验装置，其特征在于:实验所用颗粒材料为粉煤灰颗粒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210378449.6A CN114705597A (zh) | 2022-04-12 | 2022-04-12 | 一种气固两相流动沉积特性实验装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210378449.6A CN114705597A (zh) | 2022-04-12 | 2022-04-12 | 一种气固两相流动沉积特性实验装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114705597A true CN114705597A (zh) | 2022-07-05 |
Family
ID=82174751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210378449.6A Pending CN114705597A (zh) | 2022-04-12 | 2022-04-12 | 一种气固两相流动沉积特性实验装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114705597A (zh) |
-
2022
- 2022-04-12 CN CN202210378449.6A patent/CN114705597A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN206325405U (zh) | 一种新型脱硝scr出口多点烟气采样自动控制系统 | |
| CN101813579B (zh) | 飞灰等速取样装置 | |
| CN110044754B (zh) | 一种蜂窝式脱硝催化剂抗磨损实验装置及实验方法 | |
| CN201837547U (zh) | 飞灰等速取样装置 | |
| CN104785038A (zh) | 炉窑布袋除尘器入口温度控制装置及控制方法 | |
| CN107894342A (zh) | 一种电除尘器性能实验系统 | |
| CN217717403U (zh) | 一种气固两相流动沉积特性实验装置 | |
| CN201155780Y (zh) | 可充分利用烟气余热的锅炉供暖系统 | |
| CN111044400B (zh) | 高灰低温烟气下中间介质管式换热器加速冲蚀磨损试验装置 | |
| CN114705597A (zh) | 一种气固两相流动沉积特性实验装置 | |
| CN217511567U (zh) | 一种烟道积灰流化装置 | |
| CN208860704U (zh) | 一种喷雾干燥式标准粉尘气溶胶发生及校验装置 | |
| CN207336148U (zh) | 煤粉等速取样装置 | |
| CN216572437U (zh) | 模拟除尘脱除so3的实验装置 | |
| CN113805623B (zh) | 一种空气自对流箱型隔板装置的稳温调节控制模型及应用方法 | |
| CN206262506U (zh) | 一种固体细颗粒气溶胶发生发送系统 | |
| CN216051722U (zh) | 一种快速表征煤灰沾污特性的装置 | |
| CN115032123A (zh) | 一种研究不同热工条件下管道内气溶胶沉积特性的实验装置 | |
| CN214750082U (zh) | 民用燃煤炉污染物排放测试系统 | |
| CN201448867U (zh) | 工业炉燃烧器多参数自动控制的装置 | |
| CN219551825U (zh) | 一种气固两相流颗粒运动特性实验装置 | |
| CN210742075U (zh) | 一种气固两相高温冲蚀试验装置 | |
| Lv et al. | The Elaboration of Flow Resistance Model for a Bag Filter Serving a 200 MW Power Plant | |
| CN220063754U (zh) | 超临界二氧化碳中颗粒物运动沉积可视化测量装置 | |
| CN113786724A (zh) | 模拟除尘脱除so3的实验装置及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |