[實用新型]風流-霧滴-粉塵三相介質耦合沉降的實驗裝置

有效

• 申請號: 201420466868.6
• 申請日: 2014-08-19
• 公開（公告）號: CN204142609U
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 聶文;程衛民;周剛;崔向飛;馬有營;于海明;馬驍;王飛
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01N15/04
• 分類號: G01N15/04
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

技術領域

本實用新型涉及一種風流-霧滴-粉塵三相介質耦合沉降的實驗裝置。

背景技術

近幾年，霧霾天氣現象日漸增多，使空氣質量明顯降低，嚴重影響人們的身心健康。首先，霧霾中的PM?2.5威脅新生兒健康，霧天日照減少，兒童紫外線照射不足，體內維生素D生成不足，對鈣的吸收大大減少，兒童生長減慢。其次，霾的組成成分非常復雜，它能直接進入并粘附在人體呼吸道和肺泡中，引起急性鼻炎和急性支氣管炎等病癥，如果長期處于這種環境還會誘發肺癌。再次，霧霾天氣空氣中污染物多、氣壓低，容易誘發心血管疾病的急性發作。最后，霧霾中的一些化合物通過光化學反應，產生含劇毒的光化學煙霧，嚴重威脅人類生命。

另外，塵肺病是我國第一大職業病，根據國家衛生計生委通報，2012年全國報告職業病27420例，塵肺病24206例，占88.3％，其中，煤炭行業塵肺病22997例，占塵肺病總例數的95％。由此可見，預防我國職業病的關鍵是預防塵肺病，預防塵肺病的關鍵是預防煤炭行業塵肺病。

不管是針對霧霾天氣中的PM?2.5還是煤炭行業的粉塵，目前所采用的主要技術手段還是噴霧降塵。國內外大量研究成果表明，在風流、霧滴與塵粒三相介質的耦合沉降過程中，霧滴粒徑的大小至關重要。一般認為當霧滴粒徑為塵粒粒徑的8-10倍時，霧滴與塵粒的耦合沉降效果最優。在實際噴霧過程中，產生的霧滴粒徑很難達到10μm以下，基本可認為霧滴粒徑越小，耦合沉降塵粒的效果越好。噴霧霧滴粒徑的大小受多種因素影響，其中，對噴霧場霧滴測點的布置方法，噴嘴的種類、位置和數量，霧滴的粒徑和速度，以及風速大小對耦合降塵影響的研究尤為重要，但國內外學者所研究的降塵技術，在測點的布置，噴嘴種類、位置和數量，霧滴的粒徑和速度，以及加入風流進行三相介質耦合沉降的實驗裝置和方法的研究較少，總體上缺乏理論和實驗依據。

綜上所述，現有技術有待更進一步的改進和發展。

實用新型內容

鑒于上述現有技術的不足，本實用新型提供的一種風流-霧滴-粉塵三相介質耦合沉降的實驗裝置，為風流-霧滴-粉塵三相介質耦合沉降提供試驗數據，為降塵、控塵提供理論依據。

為解決上述技術問題，本實用新型方案包括：

一種用于風流-霧滴-粉塵三相介質耦合沉降的實驗裝置，其包括由有機玻璃制成的模擬管道，其中，該模擬管道一端設置有用于導入模擬風流的入風口，另一端設置有出風口，模擬管道靠近入風口處設置有粉塵發射器，模擬管道另一端設置有與粉塵發射器相向布置的水霧噴嘴，粉塵發射器產生的塵場隨風流向出風口方向移動，水霧噴嘴產生的水霧向入風口方向噴射，水霧與塵場在模擬管道內形成耦合沉降區域，模擬管道在與耦合沉降區域對應處均勻布置有多個間隙，每個間隙形成激光檢測區，模擬管道兩側分別設置有激光多普勒干涉儀，激光多普勒干涉儀能掃描對應的激光檢測區；模擬管道與塵場對應處均勻布置有多個氣壓風速計，水霧噴嘴與出風口之間的模擬管道內均勻布置有多個PM2.5顆粒物采樣器；激光多普勒干涉儀、氣壓風速計、PM2.5顆粒物采樣器均與一數據處理器通信連接。

所述的實驗裝置，其中，上述入風口處設置有一壓入式風機，壓入式風機與入風口通過密封膠進行密封連接，壓入式風機與一無極變頻器電路連接。

所述的實驗裝置，其中，上述模擬管道的底部上均勻布置有多個通孔，多個通孔形成排水區域，模擬管道底部上鉚接有U型排水槽，該U型排水槽與排水區域相對應；U型排水槽一端與一排水管相連通，該排水管上設置有一過濾器。

所述的實驗裝置，其中，模擬管道底部設置圓心角為90°-120°的圓弧狀固定板，固定板底部上均勻布置有多個能調節高度的支撐柱，使模擬管道的傾斜角度在3°-5°之間。

所述的實驗裝置，其中，上述模擬管道內頂部設置有至少一根直線滑道，直線滑道上均勻布置有多個固定位，氣壓風速計、PM2.5顆粒物采樣器均通過對應的固定桿設置在對應直線滑道上。

所述的實驗裝置，其中，上述水霧噴嘴與粉塵發射器均布置在模擬管道的中線上，水霧噴嘴通過高壓泵與一儲水箱相連通。

所述的實驗裝置，其中，上述激光多普勒干涉儀均配置有支架，支架包括一滑軌，滑軌的兩端分別設置有三腳支撐架，激光多普勒干涉儀設置在對應的滑軌上，兩個激光多普勒干涉儀保持同步移動。

所述的實驗裝置，其中，上述每個間隙上均設置有多個測點，自水霧噴嘴至粉塵發射器方向上，間隙上的測點數量逐步增加。