[實用新型]一種氣固兩相流實驗裝置

有效

• 申請號: 201920554455.6
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN210401129U
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 周嶺;韓晨;白玲;韓勇;李曉清;施衛東
• 申請（專利權）人: 江蘇大學鎮江流體工程裝備技術研究院;江蘇大學
• 主分類號: G01N11/00
• 分類號: G01N11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種氣固兩相流實驗裝置，該裝置包括準三維流化床、床體支架、水平尺、高速攝像機、空氣壓縮機、冷凍式干燥機、補光燈、質量流量控制器、壓力檢測表、壓力傳感器、計算機和標尺。該方法采用高速攝像機對透明準三維流化床內部的氣固兩相流動特性進行研究，并且該裝置采用了可拆卸式流化床進口，可以根據顆粒尺寸選取不同的進行面積，同時該裝置可以研究單一進口觀測單一鼓泡的變化規律，同時可以觀測多進口同時進氣時不同鼓泡之間的干涉現象。本實用新型克服了普通流化床裝置中氣體水分與溫度對顆粒流動特性的干擾，同時可以對流化床不同進口進行優化選擇，進而得到流化床的最佳進氣位置，可以對工業生產進行一定的指導。

技術領域

本實用新型涉及多相流實驗領域，特別涉及一種氣固兩相流實驗裝置。

背景技術

流態化技術從20世紀20年代開始以流化床為反應爐進行了煤粉的氣化應用，由于流化床具有高效的燃燒效率、大量的顆粒處理和寬廣的操作范圍等，因此流化床有著廣泛的應用領域以及良好的工業前景，在現代工農業生活中有大量的顆粒或者粉末狀的固體被作為原料來使用，因此在加工貯存以及輸運過程中很不方便，如何使現實生活中存在的大量顆粒具有流體的性質即使顆粒進行流態化非常有意義，而鼓泡流化床作為工業中最常用的一種床型，因此研究鼓泡流化床中氣固兩相間的作用方式和反應原理有著重要的意義。

在氣固密相流化床中當流體速度大于某一臨界值(顆粒最小流化速度) 時，流化床中多余的氣體將以氣泡的形式運動發展，這些氣泡在不斷上升的過程中也在不斷的增大，甚至氣泡會發生聚并與破碎，同時這些氣泡間的作用方式會引起顆粒床層內部強烈的壓力波動，進而帶動整個床層內部顆粒的劇烈攪動與混合，增加了氣固兩相間的傳熱與傳質，因此更加深入的了解與準確的理解鼓泡流化床中氣泡的發展規律以及氣固兩相之間的作用方式對現代工農業中流化床反應器的設計非常重要。

實用新型內容

本實用新型的目的在于針對上述方案中存在的技術缺陷，提供了一種用于準三維流化床中氣固兩相流實驗裝置。該裝置克服了實驗過程中空氣水分的和溫度等無關變量對實驗的影響，同時該裝置對流化床床體進行了優化設計，達到了可以控制進口面積形狀以及可以調節進口位置效果，并且該裝置設置了高精度大量程低響應時間的質量流量控制器，該流量器可以瞬時調節流化床進口的質量流量。

所述氣固兩相流實驗裝置包括準三維流化床、質量流量控制器、空氣壓縮機、計算機、高速攝像機和多個壓力傳感器；

所述準三維流化床由透明材料制成，所述準三維流化床的底部設有至少一個可拆卸進氣口；所述高速攝像機設置于所述準三維流化床的一側；

多個所述壓力傳感器布置于所述準三維流化床的側壁的不同高度處；所述空氣壓縮機與所述進氣口連接，所述質量流量控制器設置于所述空氣壓縮機和所述進氣口之間；

所述計算機分別與所述壓力傳感器、所述質量流量控制器和所述高速攝像機連接。

進一步的，所述實驗裝置還包括補光燈，所述補光燈設置于所述準三維流化床的一側，且所述補光燈與所述準三維流化床之間具有45°～60°的夾角。

進一步的，所述實驗裝置還包括標尺，所述標尺豎直設置于所述準三維流化床的一側，用于記錄所述準三維流化床內顆粒床層高度的變化。

進一步的，所述實驗裝置還包括水平尺，所述水平尺設置于所述準三維流化床的頂部，用于校準所述準三維流化床相對地面垂直。

進一步的，所述實驗裝置還包括壓力檢測表，所述壓力檢測表設置于所述進氣口處。

進一步的，所述實驗裝置還包括冷凍式干燥機，所述冷凍式干燥機設置于所述空氣壓縮機和所述質量流量控制器之間。

進一步的，所述實驗裝置還包括支架，所述準三維流化床設置于所述支架上。

進一步的，所述準三維流化床的出口處設有濾網。