[實用新型]一種多因素耦合作用下的蒸發速率測量裝置

有效

• 申請號: 201922325030.0
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN211856232U
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 王淑婷;幸福堂
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: G01N5/04
• 分類號: G01N5/04
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 王敏鋒

本實用新型涉及一種多因素耦合作用下的蒸發速率測量裝置，包括稱量系統、加熱系統、反應器系統，稱量系統由電子天平，吊桿，吊籃組成。加熱系統由加熱爐體，升降裝置，熱電偶和溫度控制器組成。反應器系統分為環形冷卻取樣管，氣流噴吹三層反應器，它們通過磨砂口連接。電子天平放在裝置臺架的頂部，吊籃由吊桿懸吊在反應器中，加熱爐體安裝在裝置臺架的升降絲杠上，環形冷卻取樣管由固定框固定在裝置架的中上部位置，氣流噴吹三層反應器置于加熱爐體中心部位。本實用新型可以在預設的環境條件下尤其指不同風速條件下，同步記錄電子天平的重量數據和氣體流量計的流量，制圖獲得試樣的蒸發速率。

技術領域

本實用新型涉及鋅液蒸發速率測量領域，特別是涉及一種多因素耦合作用下的蒸發速率測量裝置。

背景技術

熱鍍鋅產線中，帶鋼200從退火爐到鋅鍋中鍍鋅的過程中要經過一個區域，該區域稱之為爐鼻子100，如圖5所示。爐鼻子100底部沉浸在鋅鍋300內的鋅液400中，爐鼻子區域的鋅液面不斷的揮發鋅蒸氣，鋅蒸氣在爐內較冷的區域凝結，隨著時間延長而逐漸增大，增多，變為鋅灰。由于震動，氣流不穩定等因素，鋅灰在自重力作用下掉落在帶鋼表200面，產生“鋅灰”缺陷，從而影響了帶鋼的質量，一般連續生產一個月的帶鋼生產線上，爐鼻子內和鋅液面上沉積的鋅灰量達幾十千克，爐鼻子內壁凝結太多鋅灰就會被迫停機清灰。目前常用的鋅灰處理方式是向爐鼻子內部噴射保護氣氮氣，以此抑制鋅液面的蒸發，除了要控制氮氣的露點外，還要嚴格控制氮氣的噴吹流速，一方面是為了準確控制鋅蒸氣的蒸發擴散，另一方面也是出于節能的目的，采用最少的噴吹流速達到最優的控制效果。因此要研究鋅液表面的蒸發速率和噴吹氣體流速之間的關系，但在實際生產中為避免影響生產，難以在生產線上進行試驗，目前也缺乏研究氣體流速對鋅液蒸發的影響的儀器。現有的一些蒸發試驗裝置是基于鋅液暴露在空氣中，無法排除外界因素諸如溫度差、濕度差、氧化反應等一系列的干擾。故提出一套可以用于測量不同氣體流速下鋅液蒸發速率的裝置，該裝置可通過調節氣體流量控制蒸發皿表面的氣體流速，且試樣不局限于某一種固定的材料或形態，適用范圍廣、試驗條件可控、結果的針對性和準確性有了很大的提高。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種多因素耦合作用下的蒸發速率測量裝置，可以在所需溫度、所需風速條件下，測量獲得試樣單位時間的蒸發速率。試樣的形態不限，液態或固態均可。

本實用新型解決問題所采用的技術方案是：提供一種多因素耦合作用下的蒸發速率測量裝置，包括電子天平、環形冷卻取樣管、氣流噴吹三層反應器、吊籃、加熱爐體、裝置臺架、溫度控制器，所述電子天平置于裝置臺架的頂部平臺，該平臺下布置有豎直的升降絲杠，所述加熱爐體安裝在升降絲杠，且具有開口向上的加熱腔，氣流噴吹三層反應器置于加熱腔內，氣流噴吹三層反應器與加熱腔之間墊有石棉布，氣流噴吹三層反應器與所述平臺之間設置有被固定的環形冷卻取樣管，所述電子天平內的重量傳感器連接沿豎直向下依次穿過平臺和環形冷卻取樣管上下端的吊桿，該吊桿另一端向氣流噴吹三層反應器延伸，并懸掛用于乘放試樣的吊籃，該吊桿相對平臺滑動；

所述環形冷卻取樣管外部設置水冷套管和連通取樣管內外的氣體采集管，用于冷卻經過環形冷卻取樣管的試樣蒸汽，所述氣流噴吹三層反應器為上端開口的筒狀結構，筒壁內由外向內依次設有互相隔開的第一環形腔、第二環形腔，第一環形腔和第二環形腔在靠近筒壁下端面處連通，第一環形腔連通反應氣體輸入管道，該氣體輸入管道設有氣閥和氣體流量計，第二環形腔通過通孔連通至氣流噴吹三層反應器的內腔，所述環形冷卻取樣管外周與氣流噴吹三層反應器內周間隙配合，氣流噴吹三層反應器可隨加熱爐體上升套在環形冷卻取樣管下端，所述的溫度控制器通過電纜線與加熱爐體電連接。

作為對本實用新型所述的技術方案的一種補充，所述氣體輸入管道另一端連通氣體儲氣瓶。