[實用新型]一種高分子聚合物溶液的全流態減阻特性實驗裝置

有效

• 申請號: 201320028552.4
• 申請日: 2013-01-21
• 公開（公告）號: CN203069478U
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 禹燕飛;李昌烽;趙文斌;李明義;郭付軍;侯金亮
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N11/08
• 分類號: G01N11/08
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 李媛媛

技術領域

本實用新型涉及高分子聚合物溶液的流動減阻特性研究領域，特別涉及了一種高分子聚合物溶液的全流態減阻特性實驗裝置。

背景技術

在流體中加入少量的添加劑就可以使得其摩擦阻力大幅度減小，這一現象被稱為添加劑減阻。自添加劑減阻發現以來，經過多年研究，已成功應用到石油開采及輸運、農田灌溉、船舶航運、工程消防、泄洪排澇以及醫學工程等領域內。目前，在全球能源危機，倡導節能減排的大環境下，減阻劑的工程應用研究將越來越受關注。目前發現的減阻劑主要可分為表面活性劑和高分子聚合物。雖然大多數表面活性劑減阻性能良好、抗降解性好，但是由于本身的化學性質，這使得其很難應用于一些特殊領域。而高分子聚合物由于自身的優點，特別是天然高分子聚合物，近來得到廣大科研工作者的廣泛重視。針對不同應用領域，通過高分子聚合物減阻特性的實驗研究，尋找性能最佳的減阻劑，顯得尤為重要。

在現有的高分子聚合物溶液的減阻特性實驗中，采用單管路閉式循環回路系統進行實驗，忽略了不同管徑對于減阻特性的影響，雖然有些實驗裝置考慮到這一問題，但采用更換管路的方法，增加了實驗操作的復雜性，提高了實驗臺的搭建成本，而由于多次的拆卸，會降低實驗設備的精確度和穩定性，對實驗結果的準確性產生很大影響。此外，現有實驗裝置都只能研究在湍流狀態下，流體中加入添加劑后的減阻特性，很少有實驗涉及到添加劑對于流態轉捩的影響，而這一現象對于添加劑減阻機理的研究也是至關重要的。

國內減阻特性實驗裝置，大多很少考慮到管徑效應對于減阻特性的影響，如專利號：CN200910022073.X和CN200710117757.9，均只采用單管路閉式循環回路，忽略了對不同管徑下添加劑減阻特性的實驗研究。此外，這些實驗裝置無一例外只研究了湍流狀態下的添加劑減阻特性，忽略了添加劑對于流態從層流向湍流的轉捩的影響。

發明內容

針對上述技術缺陷，本實用新型的目的在于提供一種高分子聚合物溶液的全流態減阻特性實驗裝置，能夠滿足在不更換管路的前提下，在多種不同管徑中進行減阻特性實驗，且能夠在同一個實驗裝置中，使得流體流態平穩的從層流過渡到湍流。

為了達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案予以實現：

一種高分子聚合物溶液的全流態減阻特性實驗裝置，包括儲液裝置、動力裝置、穩壓裝置、測試裝置以及連接各裝置的管路系統，所述儲液裝置包括儲液箱和接水盒，儲液箱和接水盒由出液管連接，所述動力裝置包括離心泵和變頻器，離心泵和儲液箱通過第一進液管連接，所述穩壓裝置包括進液箱以及設置在進液箱上的第一閥門、第二閥門和壓力表，進液箱和離心泵通過第二進液管連接，所述進液箱上的第二閥門通過回流管與儲液箱連接，所述測試裝置包括測試管、差壓變送器、流量計以及數據采集處理器，流量計設置在第二進液管上并與變頻器連接，差壓變送器與流量計和數據采集處理器電路相連，所述差壓變送器與測試管相連，所述測試管由三根不同管徑的有機玻璃管并聯布置。

本實用新型的進一步改進和特點在于：

所述儲液箱內部由溢流板分隔成左右兩個腔室，兩個腔室的下部均設置了放空閥；所述接水盒內部分為三個部分：左右兩邊為排水槽，中間為測量槽，這三個部分的下部均由管路與出液管連通，所述出液管伸入到儲液箱的右腔室中。

所述進液箱內部設置有溢流擋板和整流柵，所述第二進液管伸入進液箱。?

所述測試管的每根有機玻璃管分為四段：入口穩定段、檢測段、出流段和尾段，入口穩定段與墨水盒通過毛細管連通，檢測段與差壓變送器相連，出流段設置有閥門，尾段后部接軟管。?

所述數據采集處理器為計算機。流量計實時傳輸流量數據給變頻器，由變頻器控制離心泵的轉速來調節管路流量。

本實用新型的具體措施和效果說明如下：

本實用新型的實驗方法，是在一個液體循環系統中，在測試管段加裝差壓變送器，通過計算機檢測：⑴相同減阻劑濃度不同流量下差壓變送器讀數；⑵相同流量不同減阻劑濃度下差壓變送器讀數；⑶相同減阻劑濃度相同流量不同剪切時間下差壓變送器讀數，并將其與相同條件下對照液體檢測的差壓變送器讀數進行對比，以此來評價減阻劑的減阻特性。

實驗過程中，首先由流量計實時傳送流量數據給變頻器，通過變頻器來調節離心泵的轉速，從而控制管道中的溶液流量，計算機采集流量計和差壓變送器的數據，經過特定程序轉換，得出減阻劑的減阻特性。