CN213658222U - 一种可调的外加轴向磁场实验装置 - Google Patents
一种可调的外加轴向磁场实验装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN213658222U CN213658222U CN202022590760.6U CN202022590760U CN213658222U CN 213658222 U CN213658222 U CN 213658222U CN 202022590760 U CN202022590760 U CN 202022590760U CN 213658222 U CN213658222 U CN 213658222U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pipeline
- magnetic field
- constant
- liquid
- coil
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种可调的外加轴向磁场实验装置，包括稳流装置、磁场发生装置、测量装置。所述稳流装置包括管路、恒压稳流箱、储液箱、中转箱，管路设隔热层；所述磁场发生装置包括金属线圈和控制电路；所述测量装置包括流量计和在线黏度计。所述金属线圈紧密缠绕在管路的外部，在线圈两端设有固定卡箍，起固定和调整线圈匝数的作用，同时线圈两端留有导线接口，接口与控制电路相连。所述恒压稳流箱中的液体稳定流经管路时，基于控制电路能够调整管内轴向磁场的大小和方向，通过观察记录流量计和黏度计的变化，可探究管路内液体的流动性与轴向磁场变化的规律。
Description
技术领域
本实用新型属于电磁操控及流体实验领域，具体涉及一种可调的外加轴向磁场实验装置。
背景技术
流体在磁场的影响下会使本身性质产生不同程度的改变，譬如：石油行业中常用磁处理技术增强原油的流动性，提高输送效率，同时磁处理技术本身还具有操作简单、耗能小、无污染等优点。但国内对于原油的磁处理技术不成熟，多存在于理论研究，没有相关的实验装置用来确定具体磁场变化对原油黏度和流动性的影响，以及磁场对其他流体性质的影响。
实用新型内容
针对上述背景技术中提出的无法依据实验确定具体磁场变化对流体性质影响的问题，本实用新型提供一种可调的外加轴向磁场实验装置。
为实现上述目的，本实用新型采用的具体技术方案如下：
一种可调的外加轴向磁场实验装置，其特征在于：包括稳流装置、磁场发生装置、测量装置；
所述稳流装置包括管路、恒压稳流箱、储液箱、中转箱；所述管路进口端与恒压稳流箱连通，出口端与中转箱连通，所述储液箱位于恒压稳流箱下方并与恒压稳流箱底部连接，用于给恒压稳流箱供液；
所述磁场发生装置包括金属线圈、固定卡箍和控制电路；所述金属线圈缠绕在管路外部，金属线圈两端与控制电路连接，用于产生磁场；所述固定卡箍安装在线圈两端，固定卡箍可在管路上移动，用于固定线圈和调节缠绕线圈长度；
所述测量装置包括流量计和在线黏度计；所述流量计和在线黏度计设置在管路出口端。
进一步的，所述恒压稳流箱底部设有进液口和出液口；所述恒压稳流箱内部设溢流板、稳流板和稳流球；所述进液口设置在溢流板和稳流板之间；所述稳流板设置在进液口和出液口之间；所述稳流球设在进液口处，以控制液体平稳流入；所述稳流板高度低于溢流板高度。
进一步的，所述储液箱内部设泵、进液管、出液管；所述泵通过进液管与进液口连接；所述出液管与出液口连接。
更进一步的，所述进液管内径小于或等于出液管内径，所述进液管内径大于等于管路内径。
进一步的，所述管路的外部紧密缠绕两段金属线圈，金属线圈材质可采用铜芯漆包线，管路和缠绕的线圈间设隔热层，管路出口端设有阀门。
更进一步的，所述的管路内径最优为1～3cm，管路长度最优为 2～3米；所述金属线圈内径控制在0.4mm～1.0mm范围内，每段线圈的缠绕长度控制为0.6～1.2m，匝数控制为800～3600匝/m为最优。
进一步的，所述控制电路由导线、保护装置、直流稳压电源、干线开关、导线接口串联组成。
本实用新型装置在管路中产生的磁场为轴向磁场，与液体流动方向平行，通过缠绕通电螺线管和外加控制电路的方法，更加简洁、方便改变管路内的磁场参数，同时记录液体黏度、流量的变化，可更好探究液体的流动性与磁场参数间的关系，同时也能够为今后的磁处理对原油流动改性的研究提供进一步的理论和实验依据。
本实用新型具有的优点和有益效果包括：
本实用新型给出了一种可调的外加轴向磁场实验装置，利用稳流装置和磁场发生装置，使管路内尽可能形成均匀的轴向磁场；管路外缠绕的线圈长度可调，通过调整控制电路的输出参数和缠绕线圈的匝数及长度，达到改变管内磁场参数的目的；管路外加隔热层可避免线圈发热对管内流体温度的影响；实验时设定不同的磁场环境，通过观察流体在不同磁场环境下流过时的参数变化，可以直观、方便的探究管内流体的流动性与磁场的规律。本实用新型所用元件还具有低成本、低能耗、操作简单的特点，为轴向磁场对原油的流动性研究提供坚实的实验基础。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图，箭头方向表示流体流向。
图2a～2c为本实用新型实施例中金属线圈和控制电路之间的不同接线示意图，箭头方向表示流体流向。
图3为本实用新型实施例的稳流板结构示意图。
图4为本实用新型实施例的在线黏度计结构示意图。
图5为本实用新型实施例的输出电源结构示意图。
图6为本实用新型实施例的数据处理框架示意图。
图1中标号说明：1为在线黏度计；2为流量计；3为阀门；4为金属线圈；5为固定卡箍；6为管路；7为恒压稳流箱；7.1为溢流板； 7.2为稳流板；7.3为稳流球；7.4进液口；7.5出液口；8为中转箱； 9为控制电路；9.1为导线；9.2为电路保护装置；9.3为直流稳压电源；9.4为干线开关；9.5为导线接口；10为储液箱；10.1为泵；10.2 为进液管；10.3为出液管。
图4中标号说明：1.1为法兰；1.2为不锈钢探头。
图5中标号说明：9.31为显示屏；9.32为电压粗调旋钮；9.33为电压细调旋钮；9.34为正极接线柱；9.35为负极接线柱；9.36为电源开关；9.37为电流粗调旋钮；9.38为电流细调旋钮。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行详细、完整地描述，应当理解，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提供如下技术方案：
参照图1，一种可调的外加轴向磁场实验装置，包括稳流装置、磁场发生装置、测量装置。
所述稳流装置包括管路6、恒压稳流箱7、储液箱10、中转箱8；所述管路6进口端与恒压稳流箱7连通，出口端与中转箱8连通，所述储液箱10位于恒压稳流箱7下方并与恒压稳流箱7底部连接，用于给恒压稳流箱7供液。
所述磁场发生装置包括金属线圈4、固定卡箍5和控制电路9；所述金属线圈4缠绕在管路6外部，金属线圈4两端与控制电路9连接，用于产生磁场；所述固定卡箍5安装在线圈4两端，固定卡箍5 可在管路6上移动，用于固定线圈4和调节缠绕线圈长度。
所述测量装置包括流量计2和在线黏度计1；所述流量计2和在线黏度计1设置在管路6出口端。所述在线黏度计1为带测温功能的在线黏度计1，能够显示、记录黏度和温度，流量计2能够显示、记录实时流量。
所述恒压稳流箱7左下侧设一稳流出口，与管路6相连。所述恒压稳流箱7底部设有进液口7.4和出液口7.5；所述恒压稳流箱7 内部设溢流板7.1、稳流板7.2和稳流球7.3；所述进液口7.4设置在溢流板7.1和稳流板7.2之间；所述稳流板7.2设置在进液口7.4和出液口7.5之间；所述稳流球7.3设在进液口7.4处，以控制液体平稳流入；所述稳流板7.2高度低于溢流板7.1高度。
所述储液箱10内部设泵10.1、进液管10.2、出液管10.3；所述泵10.1通过进液管10.2与进液口7.4连接；所述出液管10.3与出液口7.5连接。所述进液管10.2内径小于等于出液管10.3内径，所述进液管10.2内径大于等于管路6内径。
所述管路6的外部紧密缠绕两段金属线圈4，金属线圈4材质可采用铜芯漆包线，管路6和缠绕的线圈间设隔热层，管路6出口端设有阀门3。
所述的管路6内径最优为1～3cm，管路长度最优为2～3米；所述金属线圈4内径控制在0.4mm～1.0mm范围内，每段线圈的缠绕长度控制为0.6～1.2m，匝数控制为800～3600匝/m为最优。
所述控制电路9由导线9.1、保护装置9.2、直流稳压电源9.3、干线开关9.4、导线接口9.5串联组成，所述的直流稳压电源9.3带电子显示屏和旋钮调节功能，显示屏能够实时显示输出的电流和电压值，旋钮可以精确调节输出的电流和电压，输出电流可调节范围为0～ 80A，调节范围内的最大电流参考铜丝的熔断电流公式：Id＝80d3/2，调节范围不应超过熔断电流。所述控制电路9留有的导线接口9.5可与金属线圈4两端相连接，通过不同的导线接法，可产生不同长度的轴向磁场。
所述金属线圈4为单层缠绕时，管路9内部产生的轴向磁感应强度参考范围为0～360mT；缠绕层数为n时，能够产生的轴向磁感应强度范围为0～360n mT，n不宜取太大，具体磁感应强度范围可依据公式：B＝μ0nI(此处μ0为真空磁导率，数值为1.2566×10-6，n为单位长度匝数，I为电流)，结合实际电流和匝数，具体实施参考实际情况。
储液箱10中应保证有充足的液体，设有的动力装置泵10.1能够经过进液管10.2持续将液体送入恒压稳流箱7中，多余的液体会溢过溢流板7.1经出液管10.3回到储液箱10；恒压稳流箱7中的液位高度，取决于溢流板7.1高度，且保证实验过程中，液位恒保持这个高度。实验时设定不同的磁场环境，通过观察记录流体在不同磁场环境下流过管路6时的测量装置参数变化，可以直观、方便的探究管内流体的流动性与磁场的规律。
参照图2a～2c，控制电路能够产生有效磁场长度为接入电路中金属线圈4的缠绕长度，图2a有效磁场长度为所述金属线圈两段缠绕长度总和，图2b有效磁场长度为所述金属线圈左侧一段缠绕长度，图2c有效磁场长度为所述金属线圈右侧一段缠绕长度；同时可通过固定卡箍5调整线圈匝数来改变有效磁场长度。
参照图3，为稳流板7.2结构示意图，所述稳流板7.2上均匀设置有圆孔，所述稳流板7.2用于保证恒压稳流箱7中的原油稳定进入管路6中。
参照图4，为在线黏度计结构示意图，通过法兰1.1安装在管路 6上，1.2为不锈钢探头，用于检测温度和黏度值。
参照图5，打开电源开关9.36，显示屏9.31会显示此时的输出电流和电压，通过电压粗调旋钮9.32和电压细调旋钮9.33给定一初始电压后，再调节电流粗调旋钮9.37和细调旋钮9.38精确改变输出电流大小，达到改变管路磁场大小的效果，注意此时输出的最大电流值不能超过缠绕铜芯漆包线的熔断电流，计算公式为Id＝80d3/2。
参照图6，实验过程中，主要通过观察、记录测量装置的数值变化来探究液体的流动性与轴向磁场变化的规律，具体表现为：磁感应强度、磁处理时间、磁处理温度这三个因素与液体黏度、流量间关系。
现给定一具体实施例，本实施例中：实验液体采用原油。所述管路6长度为360cm，内径为2cm，为避免通电后缠绕的线圈发热对管内流体的影响，外壁设隔热层。所述紧密缠绕的金属线圈4采用铜芯漆包线单层缠绕，内径为0.5mm，缠绕的线圈绕向相同、分为两段，每段的缠绕程度为12cm，此时的匝数n约为2000匝/m。所述固定卡箍5分别安装在线圈两端，能够调节松紧，可在管路上移动，方便调整每段线圈匝数。
当采用0.5mm铜芯时，熔断电流为28A，管路内产生的场强范围可采用理想公式估算：B＝μ0nI(此处μ0为真空磁导率，数值为 1.2566×10-6)，对应此时场强范围为0～70mT，若缠绕线圈层数为n 时，则场强范围为0～70n mT。
一种可调的外加轴向磁场实验装置的使用方法，主要步骤如下：
步骤一：实验装置如图1所示，阀门3为关闭状态，储液箱10 中准备充足的实验用原油，打开泵10.1使原油流入恒压稳流箱7，直至有原油从溢流板7.1溢出，此时管路6内充满原油，打开阀门3，当原油稳定流出时，记录此时无磁场条件下的原油初始流量Q0、温度T0、黏度μ0。
步骤二：按照图2a接线方式连接好电路，所述管路产生的有效磁场长度为两段金属线圈4缠绕长度总和，外接控制电路干线开关 9.4为断开状态，
步骤三：关闭阀门3，使原油重新充满管路6，打开直流稳压电源9.3，保持输出电压为初始值V1不变，调节输出电流旋钮，先给定较小的输出电流为I1，此时闭合干线开关9.4，管路内产生轴向磁场，记录磁处理的时间t1，断开开关，打开出口阀门3，记录此时磁处理条件下原油的流量Q1、温度T1、黏度μ1。
步骤四：保证上述步骤磁处理的原油全部排尽后，关闭阀门3，控制原油重新充满管路，保持输出电压初始值V1不变，调节输出电流旋钮，使输出电流增大为I2，闭合干线开关后，管路内产生新的磁场，记录磁处理的时间t2，打开阀门3，记录此时磁场条件下原油的流量Q2、温度T2、黏度μ2。
步骤五：参考上述步骤三、四，继续调节输出电流旋钮增大电流 I，经过时间为t的磁处理后，记录对应的原油流量、温度、黏度。依次类推，得到一系列的实验数据。同理可以采用如图2b和图2 c所示的电路接线方式，产生不同长度的磁场；也可以通过固定卡箍调整各段匝数达到不同长度磁场的目的。
如图6所示，由于原油的黏度和流动性与实验中的磁场强度、磁处理时间、温度因素都有关联，所以做实验时，应充分考虑各个变量，可采用控制变量法，在每组实验中只改变一个参数，更有利于得到精确的实验结果。
虽然已经示出和描述了本实用新型的较佳实施例，但是对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的范围内，能够对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种可调的外加轴向磁场实验装置，其特征在于：包括稳流装置、磁场发生装置、测量装置；
所述稳流装置包括管路(6)、恒压稳流箱(7)、储液箱(10)、中转箱(8)；所述管路(6)进口端与恒压稳流箱(7)连通，出口端与中转箱(8)连通，所述储液箱(10)位于恒压稳流箱(7)下方并与恒压稳流箱(7)底部连接，用于给恒压稳流箱(7)供液；
所述磁场发生装置包括金属线圈(4)、固定卡箍(5)和控制电路(9)；所述金属线圈(4)缠绕在管路(6)外部，金属线圈(4)两端与控制电路(9)连接，用于产生磁场；所述固定卡箍(5)安装在线圈(4)两端，固定卡箍(5)可在管路(6)上移动，用于固定线圈(4)和调节缠绕线圈长度；
所述测量装置包括流量计(2)和在线黏度计(1)；所述流量计(2)和在线黏度计(1)设置在管路(6)出口端。
2.根据权利要求1所述的一种可调的外加轴向磁场实验装置，其特征在于：所述恒压稳流箱(7)底部设有进液口(7.4)和出液口(7.5)；所述恒压稳流箱(7)内部设溢流板(7.1)、稳流板(7.2)和稳流球(7.3)；所述进液口(7.4)设置在溢流板(7.1)和稳流板(7.2)之间；所述稳流板(7.2)设置在进液口(7.4)和出液口(7.5)之间；所述稳流球(7.3)设在进液口(7.4)处，以控制液体平稳流入；所述稳流板(7.2)高度低于溢流板(7.1)高度。
3.根据权利要求1所述的一种可调的外加轴向磁场实验装置，其特征在于：所述储液箱(10)内部设泵(10.1)、进液管(10.2)、出液管(10.3)；所述泵(10.1)通过进液管(10.2)与进液口(7.4)连接；所述出液管(10.3)与出液口(7.5)连接。
4.根据权利要求3所述的一种可调的外加轴向磁场实验装置，其特征在于：所述进液管(10.2)内径小于或等于出液管(10.3)内径，所述进液管(10.2)内径大于等于管路(6)内径。
5.根据权利要求1所述的一种可调的外加轴向磁场实验装置，其特征在于：所述管路(6)的外部紧密缠绕两段金属线圈(4)，金属线圈(4)材质可采用铜芯漆包线，管路(6)和缠绕的线圈间设隔热层，管路(6)出口端设有阀门(3)。
6.根据权利要求5所述的一种可调的外加轴向磁场实验装置，其特征在于：所述的管路(6)内径最优为1～3cm，管路长度最优为2～3米；所述金属线圈(4)内径控制在0.4mm～1.0mm范围内，每段线圈的缠绕长度控制为0.6～1.2m，匝数控制为800～3600匝/m为最优。
7.根据权利要求1所述的一种可调的外加轴向磁场实验装置，其特征在于：所述控制电路(9)由导线(9.1)、保护装置(9.2)、直流稳压电源(9.3)、干线开关(9.4)、导线接口(9.5)串联组成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202022590760.6U CN213658222U (zh) | 2020-11-09 | 2020-11-09 | 一种可调的外加轴向磁场实验装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202022590760.6U CN213658222U (zh) | 2020-11-09 | 2020-11-09 | 一种可调的外加轴向磁场实验装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN213658222U true CN213658222U (zh) | 2021-07-09 |
Family
ID=76706920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202022590760.6U Expired - Fee Related CN213658222U (zh) | 2020-11-09 | 2020-11-09 | 一种可调的外加轴向磁场实验装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN213658222U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112525769A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-03-19 | 长江大学 | 一种可调的外加轴向磁场实验装置及其使用方法 |
-
2020
- 2020-11-09 CN CN202022590760.6U patent/CN213658222U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112525769A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-03-19 | 长江大学 | 一种可调的外加轴向磁场实验装置及其使用方法 |
| CN112525769B (zh) * | 2020-11-09 | 2023-12-26 | 长江大学 | 一种可调的外加轴向磁场实验装置及其使用方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112525769B (zh) | 一种可调的外加轴向磁场实验装置及其使用方法 | |
| CN103884747B (zh) | 一种气液两相流相含率实时电容测量系统及其测量方法 | |
| CN107228488B (zh) | 一种智能加热控制的电热水器 | |
| CN108592978B (zh) | 一种油气水多相流在线计量标定校准装置 | |
| CN213658222U (zh) | 一种可调的外加轴向磁场实验装置 | |
| RU2413182C2 (ru) | Магнитоиндуктивный расходомер | |
| CN105021240B (zh) | 用于磁流量计的改进的磁芯构造 | |
| CN111580017A (zh) | 基于宽范围渐变温度场的变压器电热联合模拟实验装置 | |
| CN110057728A (zh) | 多特征管段、多角度位置、颗粒浓度可控的冲蚀沉积测试装置与测试方法 | |
| CN206488822U (zh) | 适用于低流速的电磁流量计 | |
| CN106535369A (zh) | 一种新型超临界水并联通道分段可调节电加热装置 | |
| CN105301056B (zh) | 电导式含水率测量装置 | |
| RU2401990C2 (ru) | Магнитно-индуктивный расходомер | |
| CN213813292U (zh) | 评估金属材料均匀腐蚀的试验设备 | |
| CN116067453B (zh) | 一种磁耦合型多相态导纳识别的储气库测距系统及方法 | |
| CN208902636U (zh) | 一种微小通道内高温熔盐换热特性的测量装置 | |
| TWI753977B (zh) | 一種用於電子組件基礎元件之非磁性線圈架 | |
| Xie et al. | The temperature rise characteristics analysis and experiment of GMA | |
| CN204630623U (zh) | 一种磁流量计和用于该磁流量计的流管组件 | |
| CN208431952U (zh) | 一种即热式电加热装置及热水器 | |
| CN207741368U (zh) | 一种保温水箱 | |
| CN2251044Y (zh) | 石油助采器 | |
| CN206974489U (zh) | 一种电磁流量计的测量装置 | |
| CN219978756U (zh) | 一种气体管道温度控制装置 | |
| JP2003057086A (ja) | 磁気誘導式流量計 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210709 Termination date: 20211109 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |