[實用新型]一種曝氣參數對涌升流影響的實驗臺

有效

• 申請號: 201420759693.8
• 申請日: 2014-12-05
• 公開（公告）號: CN204287146U
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 潘華辰;屠漢超;田曉慶;章慧
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01M10/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本實用新型涉及一種曝氣參數對涌升流影響的實驗臺。

背景技術

水下注氣液體提升理論對于研制高效率的河海化冰系統、海水營養鹽提升系統等水下裝備技術有著重要指導意義。該技術領域現有理論較為簡單，未考慮氣泡尺度等參數對涌升流的影響，也無法提供一個通用和準確的工程設計準則。

氣泡尺度是氣泡的一個重要參數，會對很多相關的工業生產造成影響，比如氣泡尺度對流化爐內顆粒懸浮、氣體溶解效率、廢水分離等領域都存在較大的影響。雖然，目前對氣泡尺度相關規律的研究較多，但是，以氣泡群為對象的研究大多都只是停留在數值模擬方面，很少有通過實驗來研究曝氣參數對涌升流的影響。

發明內容

本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種用于研究曝氣參數對涌升流影響的實驗臺，并給出其使用方法。方便學者在實驗室條件下研究氣泡尺寸、氣體流量以及壁面距離等對涌升流流量的影響。

本實用新型包括水箱、頂部移動平臺、底部移動平臺、擋板、長焦數碼相機、直讀式流量計、曝氣裝置。在水箱頂部設置有頂部移動平臺，擋板的一端固定在頂部移動平臺，另一端伸入水中，擋板上貼有標尺；在水箱底部設置底部移動平臺，曝氣裝置中的曝氣頭裝在底部移動平臺上；所述直讀式流量計上端固定在水箱頂部的移動平臺上，下端沒入水中；所述長焦數碼相機放置在水箱正前方，通過前方透明的鋼化玻璃觀察并拍攝圖片。

進一步說，所述頂部移動平臺由四根導軌、滑塊和支撐平臺組成，兩根導軌沿水箱頂端前后邊沿固定安裝，并將滑塊套在導軌上；另外兩根導軌安裝在上述滑塊上，安裝后四根導軌呈井字狀，前后方向上導軌裝上滑塊，并將滑塊固定在支撐平臺上。

進一步說，所述底部移動平臺由兩根導軌、滑塊、平臺、滑輪和尼龍繩組成，兩根導軌中間位置分別裝有止動軸肩，水平方向安裝在水箱底部的中心位置，并在導軌上面安裝滑塊，滑塊上安裝平臺；水箱的左右兩個壁面、頂部和底部中心分別安裝四個定滑輪，左右兩側分別有尼龍繩繞過定滑輪連接在平臺上。

進一步說，所述曝氣裝置包括氣泵、減壓閥、節流閥、轉子流量計、壓力表、曝氣頭以及輸氣管，氣泵出口接減壓閥入口，減壓閥出口接節流閥入口，節流閥出口接轉子流量計入口，轉子流量計出口接壓力表入口，壓力表出口接曝氣頭入口，曝氣頭上裝有可更換的曝氣板。

本實用新型通過曝氣裝置產生不同尺寸的氣泡，利用相機和標定擋板測量氣泡的尺寸，利用直讀式流量計測量涌升流的流量。

附圖說明

圖1是本實用新型的總體結構示意圖；

圖2是圖1中頂部移動平臺的三維示意圖；

圖3是圖1中底部移動平臺的三維示意圖；

圖4是圖1中曝氣裝置的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型實驗臺主要包括水箱1、頂部移動平臺2、直讀式流量計3、擋板與長焦數碼相機4、底部移動平臺5、曝氣裝置6。

圖中水箱1是高度為3~4米的長方體水箱，其中正前方安裝有鋼化玻璃，并將其作為觀察壁。

如圖2所示，頂部移動平臺2由四根導軌21、24、滑塊22以及平臺23組成，兩根導軌21沿水箱頂端前后邊沿固定，導軌上安裝滑塊22，另外兩根導軌24前后方向安裝在滑塊22上，四根導軌呈‘井’字狀，前后方向上導軌24安裝滑塊，平臺23固定在滑塊上。

如圖3所示，底部移動平臺5由兩根導軌51、滑塊52、平臺53、滑輪54和尼龍繩55組成，兩根導軌51的中間位置分別有止動軸肩，左右方向安裝在水箱底部的中心位置，上面安裝滑塊52，滑塊52上安裝平臺53，水箱左右壁面頂部和底部中心分別安裝四個定滑輪54，左右兩側分別有尼龍繩55繞過滑輪54連接在平臺53上。

直讀式流量計3上端固定在頂部移動平臺2上，下端沒入水中。擋板與長焦相機用于拍攝水中的氣泡群，擋板上貼有標尺，垂直放置在水中，并將其固定在頂部可移動平臺上，長焦相機放置在水箱前面，透過前方透明的鋼化玻璃觀察并拍攝圖片。

如圖4所示，曝氣裝置6包括氣泵66、減壓閥65、節流閥64、轉子流量計63、壓力表62、曝氣頭61以及輸氣管，氣泵66出口接減壓閥65進口，減壓閥65出口接節流閥64進口，節流閥64出口接轉子流量計63進口，轉子流量計63出口接壓力表62進口，壓力表62出口接曝氣頭61進口，曝氣頭的曝氣板可以更換。

下面對實驗臺的使用方法包括氣泡直徑測量和涌升流流量測量兩部分進行說明，具體為：

A.氣泡直徑測量