CN219551825U - 一种气固两相流颗粒运动特性实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气固两相流颗粒运动特性实验装置，它包括分级实验箱、气固混合器、球阀、三通管、颗粒进料斗、压力表、气体流量传感器、旋涡风机、储水罐、蒸汽发生器、空气加热器、空气加湿器、湿度传感器、温度传感器、废水槽、粉体收集袋、高速摄像机、计算机系统。储水罐右侧连通蒸汽发生器，下侧连通空气加湿器。供气系统包括旋涡风机和空气加热器，分级实验箱通过安装粉体收集袋来收集颗粒。本发明可用来研究在不同空气温度、湿度和不同气流速度条件下，粉体分级过程中颗粒的运动规律，揭示颗粒运动特性与温度、湿度和气流速度的关系。可为粉体分级设备、气力输送等设备的优化提供数据支撑。

Description

一种气固两相流颗粒运动特性实验装置

技术领域

本发明涉及一种颗粒运动特性实验装置，具体涉及一种气固两相流颗粒运动特性实验装置。

背景技术

在粉体产业中，为了提高粉体产品的应用价值，通常要对粉体进行分级处理，而颗粒运动轨迹是影响粉体颗粒分级的关键因素，所以研究颗粒运动特性对分级技术的发展具有重要意义。但是，目前的实验装置，都是在较为的理想情况下对颗粒运动特性进行实验模拟，缺乏模拟实际环境中多因素变化对颗粒运动特性影响的实验装置，如实际环境中，空气湿度及湿度的变化也会对分级时的颗粒运动产生影响。所以本发明目的在于提供一种气固两相流颗粒运动特性实验装置，用于研究在不同温度，不同空气湿度和气流速度条件下，海泡石颗粒的运动特性。以便于对提高颗粒分级效率，粉体分级设备的优化提供理论支持。

发明内容

本发明目的在于提供一种气固两相流颗粒运动特性实验装置，对工业过程中粉体分级机内颗粒运动特性进行模拟。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案：

一种气固两相流颗粒运动特性实验装置，包括分级实验箱，气固混合器，八个球阀，两个三通管，颗粒进料斗，压力表，两个气体流量传感器，两个旋涡风机，储水罐，蒸汽发生器，空气加热器，空气加湿器，湿度传感器，温度传感器，废水槽，粉体收集袋，高速摄像机，计算机系统；

所述储水罐右端管道装有球阀Ⅴ与蒸汽发生器连通，下端管道装有球阀Ⅳ与空气加湿器连通；所述蒸汽发生器，空气加热器和空气加湿器通过三通管Ⅰ连接，空气加热器一端与旋涡风机Ⅱ连通；所述三通管Ⅱ上侧安装湿度传感器，右侧连通空气加湿器，左侧管道装有气体流量传感器Ⅱ和球阀Ⅶ连通分级实验箱；所述分级实验箱左端和下端连通粉体收集袋，上端管道安装球阀Ⅰ连通气固混合器；所述气固混合器上端两支管分别连通颗粒进料斗与旋涡风机Ⅰ；所述分级实验箱一侧放置计算机系统，与高速摄像机连接。

所述分级实验箱采用透明亚克力板材料制成。

所述颗粒进料斗内部装有微型震动器。

所述气固混合器上端两支管呈左右平行安装，上端右侧与旋涡风机Ⅰ连通的管道中装有压力表和气体流量传感器Ⅰ。

所述三通管Ⅱ下侧管道装有温度传感器和球阀Ⅷ，下侧管道末端与大气接通，管道下方设有废水槽。

所述粉体收集袋所用材质为蚕丝筛网。

实验所用颗粒材料为海泡石颗粒。

综上所述，本发明具有如下有益效果：

本装置通过蒸汽发生器，空气加湿器，空气加热器与旋涡风机控制实验环境的空气湿度，空气温度与气流流速，气体流量传感器检测气流流速，温度传感器和湿度传感器实时检测空气温度与湿度，空气加湿器对空气进行湿度的微观调控，确保稳定实验环境的预设变量。本发明操作方便，步骤简单，实验准确性高，实验还能实现在一定条件下，控制单因素变化。

附图说明

图1是本装置的结构示意图。

图中：1-粉体分级实验箱，2-球阀Ⅰ，3-气固混合器，4-球阀Ⅱ，5-颗粒进料斗，6-球阀Ⅲ，7-压力表，8-气体流量传感器Ⅰ，9-旋涡风机Ⅰ，10-球阀Ⅳ，11-储水罐，12-球阀Ⅴ，13-蒸汽发生器，14-球阀Ⅵ，15-空气加热器，16-三通管Ⅰ，17-空气加湿器，18-三通管Ⅱ，19-湿度传感器，20-气体流量传感器Ⅱ，21-球阀Ⅶ，22-温度传感器，23-球阀Ⅷ，24-废水槽，25-旋涡风机Ⅱ，26-粉体收集袋，27-高速摄像机，28-计算机系统。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请做进一步详细说明。

如图1所示，本发明是一种气固两相流颗粒运动特性实验装置，包括分级实验箱1，气固混合器3，八个球阀，两个三通管，颗粒进料斗5，压力表7，两个气体流量传感器，两个旋涡风机，储水罐11，蒸汽发生器13，空气加热器15，空气加湿器17，湿度传感器19，温度传感器22，废水槽24，粉体收集袋26，高速摄像机27，计算机系统28。

储水罐11右端管道装有球阀Ⅴ12与蒸汽发生器13连通，下端管道装有球阀Ⅳ10与空气加湿器17连通；所述蒸汽发生器13，空气加热器15和空气加湿器17通过三通管Ⅰ16连接，空气加热器15一端与旋涡风机Ⅱ25连通；所述三通管Ⅱ18上侧安装湿度传感器19，右侧连通空气加湿器17，左侧管道装有气体流量传感器Ⅱ20和球阀Ⅶ21连通分级实验箱1；所述分级实验箱1左端和下端连通粉体收集袋26，上端管道安装球阀Ⅰ2连通气固混合器3；所述气固混合器3上端两支管分别连通颗粒进料斗5与旋涡风机Ⅰ9；所述分级实验箱1一侧放置计算机系统28，与高速摄像机27连接。

实验箱1采用透明亚克力板材料制成，亚克力具有较好的透光性，便于高速摄像机27实时记录分级实验箱1内部颗粒运动状况。

颗粒进料斗5内部装有微型震动器，颗粒进料时震动器工作，有效避免颗粒的堵塞。

气固混合器3上端两支管呈左右平行安装，上端右侧与旋涡风机Ⅰ9连通的管道中装有压力表7和气体流量传感器Ⅰ8，确保颗粒加速气流的稳定，利于颗粒进行气固混合。

三通管Ⅱ18下侧管道装有温度传感器22和球阀Ⅷ23，下侧管道末端与大气接通。当气流稳定时，打开球阀Ⅶ21，关闭球阀Ⅷ23，再注入实验颗粒。避免气流不稳定时对分级实验箱1内的环境条件产生影响。管道下方设有废水槽24，收集实验产生的废水，避免造成环境污染。

粉体收集袋26所用材质为蚕丝筛网，过滤气体，更有效地收集颗粒。

实验所用颗粒材料为海泡石颗粒，用于模拟粉体分级过程中的颗粒运动。

本发明的工作过程如下：

安装好气固两相流颗粒运动特性实验装置，打开高速摄像机，开启计算机系统。打开球阀Ⅷ23，旋涡风机Ⅱ25启动，旋涡风机Ⅱ25与空气加热器15连接，可以将空气加热至50℃至450℃之间。打开球阀Ⅴ12与球阀Ⅵ14，启动蒸汽发生器13将气管内的空气湿度与空气温度提高，湿度传感器19与温度传感器22监测管道的气流状态，空气加湿器17调节气流条件至设定值。空气温度与湿度达到设定值后，打开球阀Ⅶ21，关闭球阀Ⅷ23，气体流量传感器Ⅱ20监测管道的气流状态。气体流速达到预期值后，打开球阀Ⅲ6，球阀Ⅰ2，关闭球阀Ⅷ23，压力表7与气体流量传感器Ⅰ8监测管道的气流状态，压力值与流速达到设定值后，打开球阀Ⅱ4，从颗粒进料斗5注入一定质量的海泡石颗粒，海泡石颗粒通过气固混合器3混合气流，通过管道进入分级实验箱1内。实验过程中经过流场分级后的颗粒通过分级实验箱1左侧和下侧的粉体收集袋26进行颗粒回收。颗粒运动特性实验开始与结束过程中始终打开高速摄像机27，通过计算机系统28分析处理数据。

实验结束后，通过激光粒度分析仪器对粉体收集袋26内的颗粒进行粒度检测，分析颗粒的分级运动轨迹，反应颗粒的运动特性。

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)、颗粒条件(颗粒材料、颗粒直径、颗粒数量)。

Claims (7)

1.一种气固两相流颗粒运动特性实验装置，其特征在于：包括分级实验箱(1)，气固混合器(3)，球阀Ⅰ(2)，球阀Ⅱ(4)，球阀Ⅲ(6)，球阀Ⅳ(10)，球阀Ⅴ(12)，球阀Ⅵ(14)，球阀Ⅶ(21)，球阀Ⅷ(23)，三通管Ⅰ(16)，三通管Ⅱ(18)，颗粒进料斗(5)，压力表(7)，气体流量传感器Ⅰ(8)，旋涡风机Ⅰ(9)，储水罐(11)，蒸汽发生器(13)，空气加热器(15)，空气加湿器(17)，湿度传感器(19)，气体流量传感器Ⅱ(20)，温度传感器(22)，废水槽(24)，旋涡风机Ⅱ(25)，粉体收集袋(26)，高速摄像机(27)，计算机系统(28)；

所述储水罐(11)右端管道装有球阀Ⅴ(12)与蒸汽发生器(13)连通，下端管道装有球阀Ⅳ(10)与空气加湿器(17)连通；所述蒸汽发生器(13)，空气加热器(15)和空气加湿器(17)通过三通管Ⅰ(16)连接，空气加热器(15)一端与旋涡风机Ⅱ(25)连通；所述三通管Ⅱ(18)上侧安装湿度传感器(19)，右侧连通空气加湿器(17)，左侧管道装有气体流量传感器Ⅱ(20)和球阀Ⅶ(21)连通分级实验箱(1)；所述分级实验箱(1)左端和下端连通粉体收集袋(26)，上端管道安装球阀Ⅰ(2)连通气固混合器(3)；所述气固混合器(3)上端两支管分别连通颗粒进料斗(5)与旋涡风机Ⅰ(9)；所述分级实验箱(1)一侧放置计算机系统(28)，与高速摄像机(27)连接。

2.如权利要求1所述的一种气固两相流颗粒运动特性实验装置，其特征在于：所述分级实验箱(1)采用透明亚克力板材料制成。

3.如权利要求1所述的一种气固两相流颗粒运动特性实验装置，其特征在于：所述颗粒进料斗(5)内部装有微型震动器。

4.如权利要求1所述的一种气固两相流颗粒运动特性实验装置，其特征在于：所述气固混合器(3)上端两支管呈左右平行安装，上端右侧与旋涡风机Ⅰ(9)连通的管道中装有压力表(7)和气体流量传感器Ⅰ(8)。

5.如权利要求1所述的一种气固两相流颗粒运动特性实验装置，其特征在于：所述三通管Ⅱ(18)下侧管道装有温度传感器(22)和球阀Ⅷ(23)，下侧管道末端与大气接通，管道下方设有废水槽(24)。

6.如权利要求1所述的一种气固两相流颗粒运动特性实验装置，其特征在于：所述粉体收集袋(26)所用材质为蚕丝筛网。

7.如权利要求1所述的一种气固两相流颗粒运动特性实验装置，其特征在于：实验所用颗粒材料为海泡石颗粒。