[發明專利]一種研究液滴與礦塵表面接觸碰撞行為的試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 201911361503.0
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN111006971A
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 李明;關子杰
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00;G01N13/04;G01N21/84
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 熊靖宇

一種研究液滴與礦塵表面接觸碰撞行為的試驗裝置及方法，包括水平布設的水平底座，所述水平底座上安裝有水準儀，所述水平底座中部設有礦塵放置面，所述礦塵放置面上設有觀測區，所述觀測區的正上方固定有微量注射裝置，所述微量注射裝置的出液口面向礦塵放置面的觀測區，所述礦塵放置面的一側設置有LED光源，另一側設置有第一高速攝影機和第二高速攝影機，所述第一高速攝影機和第二高速攝影機的目標點為礦塵放置面的觀測區，本發明結構簡單，易于操作，能夠相對較好的觀察到液滴與礦塵表面的接觸以為以及液滴在礦塵表面的鋪展滲透行為。

技術領域

本發明屬于礦山濕式除塵技術研究領域，特別是涉及一種研究液滴與礦塵表面接觸碰撞行為的試驗裝置及方法。

背景技術

礦山開采過程中的鑿巖、爆破、裝運等作業環節都存在粉塵污染問題，粉塵污染不僅是對環境的污染，也直接威脅到礦山安全生產，嚴重影響礦工職業健康、加速機械設備損壞，導致嚴重的環境問題。

濕式除塵技術是礦山生產現場最廣泛應用的除塵方法，如何有效提高濕式除塵技術的效率，特別是提高濕式除塵技術對微米級(PM2.5、PM10)粉塵的除塵效率是當前粉塵防治領域的研究熱點，但是針對濕式除塵水霧與微米級粉塵之間的除塵行為及作用機理研究較少，主要是目前缺乏相關的測試研究方法與試驗裝置。

發明內容

針對現有技術的不足本發明提出一種結構簡單，易于操作，能夠較好觀察到液滴與礦塵表面的接觸以為以及液滴在礦塵表面的鋪展滲透行為的研究液滴與礦塵表面接觸碰撞行為的試驗裝置及方法。

本發明的目的通過采用下述技術方案予以實現：

一種研究液滴與礦塵表面接觸碰撞行為的試驗裝置，包括水平布設的水平底座，所述水平底座上安裝有水準儀，所述水平底座中部設有礦塵放置面，所述礦塵放置面上設有觀測區，所述觀測區的正上方固定有微量注射裝置，所述微量注射裝置的出液口面向礦塵放置面的觀測區，所述礦塵放置面的一側設置有LED光源，另一側設置有第一高速攝影機和第二高速攝影機，所述第一高速攝影機和第二高速攝影機的目標點為礦塵放置面的觀測區，所述第一高速攝影機的工作端與目標點處于同一水平面，第二高速攝影機的工作端和目標點的連線與水平面的夾角為45°～90°。

進一步的，所述水平底座上安裝有第一螺旋升降臺，所述礦塵放置面設置在第一螺旋升降臺的頂部升降平臺上。

進一步的，所述第一高速攝影機和第二高速攝影機分別安裝在第二螺旋升降臺和第三螺旋升降臺的升降平臺上。

進一步的，所述微量注射裝置包括微量注射泵和安裝在微量注射泵內的微量進樣器，所述微量注射泵通過固定板與水平支架連接，所述水平支架通過豎直支架固定在水平底座上。

進一步的，所述微量注射泵與控制裝置電連接，所述第一高速攝影機15和第二高速攝影機18與計算機電連接。

進一步的，所述礦塵放置面的表面設有光滑的疏水材料層。

進一步的，所述微量注射裝置的出液口距離礦塵放置面為0.5cm。

一種研究液滴與礦塵表面接觸碰撞行為的方法，使用上述的試驗裝置，包括以下步驟：

a：將待試驗的礦塵放入干燥箱干燥，溫度設置為50℃，干燥時間為30min，干燥完成后取出備用；

b：將礦塵鋪設在礦塵放置面上，對礦塵壓實，測量礦塵表面厚度，保證礦塵的厚度為2-4mm；

c：將第一、第二高速攝影機與計算機連接，打開LED光源，調整第一、第二高速攝影機的拍攝角度，將第一、第二高速攝影機的目標點設置在礦塵放置面的觀測區，設置第一、第二高速攝影機的參數，照片拍攝的時間間隔為500μs，分辨率為512*512；