[實用新型]一種氣體?溶液兩相流鼓泡吸收過程特性測試裝置

有效

• 申請號: 201721341021.5
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN207215797U
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 吳曦;徐士鳴;劉嘉威;蔣孟男
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01N25/20
• 代理公司: 大連理工大學專利中心21200
• 代理人: 李曉亮,潘迅

技術領域

本實用新型屬于吸收式制冷和化工過程領域，具體涉及一種用于測試氣體-溶液兩股工作流體在豎直管道(吸收管)或反應器(吸收器)中邊流動、邊發生吸收反應時，其溶液狀態演化特征和熱量傳遞規律的裝置。

背景技術

據公安部交管局統計，截止2016年底，我國的機動車保有量已達2.9億輛。巨大的機動車保有量是惡化空氣污染(特別是灰霾、光化學煙霧)的重要推手，也是導致石油消耗量和進口量急劇增加(對外依存度突破60％)的主要原因。而發展汽車節能低碳技術是該領域實現可持續發展的關鍵舉措。機動車發動機所消耗的燃料有55％～70％(柴油機)或70％～80％(汽油機)被以廢熱形式排向環境，在正常行駛時尾氣溫度高于300℃(最高可達700℃)。基于吸收式制冷技術原理對車輛動力系統的排煙余熱進行梯級轉化利用，既可降低熱污染提高能效，又可滿足用戶多層次的冷量需求。而新一代高效車載吸收式制冷循環系統的核心問題在于發展新型緊湊式鼓泡吸收器，并研發匹配的工作溶液。

因而制冷劑-吸收劑工質對在吸收器中的鼓泡吸收過程特性及其熱、質傳遞過程機理是該領域亟需解決的關鍵性基礎科學問題。為此，需要在準靜態實驗研究基礎上，再根據車輛行駛實際，開展多種振動狀態下吸收管內制冷劑-吸收劑的吸收過程特性研究，特別是氣體-溶液兩相流鼓泡吸收過程中的氣泡生成、脫離、聚合或破裂、湮滅全過程動態演化規律。并且，需要研究多種初始和邊界條件下體系的熱、質傳遞特性與耦合機理，建立各參數間的有效關聯。從而為發展新一代車載鼓泡吸收器提供實驗數據、圖像資料和理論參考。

但是當前此領域卻缺少能夠滿足相關試驗要求的測試裝置。

實用新型內容

針對當前該領域亟需和現有不足，本實用新型提出一種氣體-溶液兩相流鼓泡吸收過程熱、質傳遞特性測試裝置，可實現便捷、高效、可視化地分別測試靜置狀態下以及振動狀態下的氣體-溶液兩股工作流體在管道(吸收管)或反應器(吸收器)中邊流動、邊發生吸收反應時，其溶液狀態演化特征和熱量傳遞規律。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案如下：

一種氣-液兩相流鼓泡吸收過程特性測試裝置，用于測試氣體-溶液兩相流在管道或反應器中發生吸收反應時的狀態演化特征和熱量傳遞規律，整套裝置包括待測樣品準備與處理系統1、振動臺2、反應管系統3以及數據采集與控制系統。

所述的振動臺2平置于地面，位于反應管系統3的正下方(直接接觸)。所述的振動臺2由電機或電磁驅動器、振動執行機構以及外殼組成。所述的電機輸入為標準電源(220V/380V)，輸出端與振動執行機構連接，電機轉速可調范圍0～3000rpm。所述的振動執行機構的輸出端連接振動臺外殼上表面，其作用在于將電機或電磁驅動器的輸出能量轉化為平臺的線性振動。所述的平臺線性振動分為水平振動和垂直振動兩種模式。所述的平臺線性振動的振幅和頻率均通過數采控制系統進行設置和調節，振幅可調范圍為0.1mm至30mm，頻率可調范圍為10Hz至100Hz。可通過振動模式、振幅及頻率三個參數的有效調節，實現多種振動試驗條件的設置。

所述的反應管系統3包括圓柱形套管式反應管、上端蓋密封法蘭、下端蓋密封法蘭以及定位緊固件。所述的圓柱形套管式反應管通過底部定位緊固件豎直固定在振動臺2的上表面；圓柱形套管式反應管包括兩種幾何尺寸相同的結構：一種為玻璃制套管式，用于測試氣體-溶液兩相流鼓泡吸收過程中的氣泡生成、脫離、聚合或破裂、湮滅全過程動態演化規律；另一種為銅制套管式，用于研究多種初始和邊界條件下體系的熱量傳遞規律。反應管系統3與待測樣品準備與處理系統1之間通過五條管路相連，包括兩條溶液管路、兩條水路、一條氣體管路，分別為頂端水路(代號L1)、底端水路(代號L2)、底端溶液管路(代號L3)、頂端溶液管路(代號L4)和氣體引入管路(代號L5)。

所述待測樣品準備與處理系統1包括冷卻水子系統、溶液子系統以及氣體子系統三部分，位于整個裝置的左側，平置于地面，與反應管系統3之間通過五條管路連接。