[發(fā)明專利]一種用于模擬氣泡與液滴相互碰撞的裝置

在審

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• 申請日: 2023-01-31
• 公開（公告）號: CN116062827A
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊矞琦;李焱;宋偉;陳思宇;張海鵬;王昕;李強;王子真;劉堅;康博晗
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（北京）
• 主分類號: C02F1/24
• 分類號: C02F1/24
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 龐曉辰

1.一種用于模擬氣泡與液滴相互碰撞的裝置，其特征在于，包括循環(huán)管道、氣泡發(fā)生裝置、介質(zhì)輸入裝置、液滴發(fā)生裝置、控溫裝置和圖像采集裝置；

所述循環(huán)管道分為上升段、過渡段和下降段，所述上升段和所述過渡段通過旋轉(zhuǎn)法蘭連接，以實現(xiàn)模擬不同工況下，碰撞發(fā)生時的不同傾斜角度，并且所述上升段為透明管，以適用于觀察氣泡與液滴的碰撞過程，所述過渡段與所述下降段相連通；

所述氣泡發(fā)生裝置、所述介質(zhì)輸入裝置和所述液滴發(fā)生裝置設(shè)置在所述上升段上，所述介質(zhì)輸入裝置適于向所述循環(huán)管道提供液體介質(zhì)，所述氣泡發(fā)生裝置發(fā)生的氣泡通過所述液體介質(zhì)進入所述上升段，所述氣泡發(fā)生裝置設(shè)置在所述液滴發(fā)生裝置的下方，以實現(xiàn)液滴與氣泡在所述上升段發(fā)生碰撞；

所述控溫裝置設(shè)置在所述循環(huán)管道的外部，所述控溫裝置適于對所述循環(huán)管道進行加熱或降溫；

所述圖像采集裝置設(shè)置在所述上升段處，所述圖像采集裝置適于監(jiān)控氣泡與液滴的碰撞過程。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于模擬氣泡與液滴相互碰撞的裝置，其特征在于，所述氣泡發(fā)生裝置包括氣罐、第一微量注射泵和緩沖室，所述氣罐與所述緩沖室通過所述第一微量注射泵相連，所述緩沖室內(nèi)發(fā)生氣泡，通過改變所述緩沖室內(nèi)的注氣量來實現(xiàn)達(dá)到改變氣泡的發(fā)生頻率，通過改變所述第一微量注射泵的針頭的直徑來實現(xiàn)達(dá)到改變發(fā)生的氣泡的粒徑大小。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于模擬氣泡與液滴相互碰撞的裝置，其特征在于，所述緩沖室包括發(fā)生腔、微量注射器連接口和連接管連接口，所述發(fā)生腔的底部設(shè)有所述微量注射器連接口，所述微量注射器連接口與所述第一微量注射泵通過所述第一微量注射泵的針頭相連，所述發(fā)生腔的頂部設(shè)有所述連接管連接口，所述連接管連接口通過所述介質(zhì)輸入裝置與所述上升段相連。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于模擬氣泡與液滴相互碰撞的裝置，其特征在于，所述介質(zhì)輸入裝置包括往復(fù)泵、介質(zhì)罐、流量計、介質(zhì)輸送管、連接管，所述往復(fù)泵與所述介質(zhì)罐相連，所述介質(zhì)罐的出液端通過所述介質(zhì)輸送管與所述連接管相連，靠近所述連接管處的所述介質(zhì)輸送管為軟管，所述介質(zhì)輸送管上設(shè)有所述流量計，所述連接管的一端與所述連接管連接口相連，所述連接管的另一端與所述上升段相連。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于模擬氣泡與液滴相互碰撞的裝置，其特征在于，所述連接管包括管體、進水端、球閥、進氣端和第一法蘭，所述進水端設(shè)置在所述管體的底端的側(cè)壁上，所述進水端處設(shè)有所述球閥，所述進水端與所述介質(zhì)輸送管通過所述球閥相連，所述進氣端設(shè)置在所述管體的底端，所述管體的頂端通過所述第一法蘭與所述上升段相連，所述液滴發(fā)生裝置與所述第一法蘭之間的所述上升段的管路的一側(cè)設(shè)有所述圖像采集裝置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于模擬氣泡與液滴相互碰撞的裝置，其特征在于，所述液滴發(fā)生裝置包括罐體、第二微量注射泵、供液管和第二連接法蘭，所述罐體、所述第二微量注射泵與所述第二連接法蘭通過所述供液管相連，所述供液管靠近所述第二連接法蘭處為軟管，所述第二連接法蘭與所述上升段相連，所述第二連接法蘭上設(shè)有開口，所述開口用于與所述第二微量注射泵連接，所述第二連接法蘭與所述旋轉(zhuǎn)法蘭之間的所述上升段的一側(cè)設(shè)有所述圖像采集裝置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的用于模擬氣泡與液滴相互碰撞的裝置，其特征在于，所述控溫裝置包括水浴循環(huán)套管和水浴控制器，所述水浴循環(huán)套管套設(shè)在所述循環(huán)管道的外壁上，所述水浴循環(huán)套管與所述水浴控制器相連。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于模擬氣泡與液滴相互碰撞的裝置，其特征在于，所述用于模擬氣泡和液滴相互碰撞的裝置還包括油水分離器和螺桿泵，所述油水分離器的進液端與所述下降段相連，所述油水分離器的出液端通過所述螺桿泵與所述罐體相連。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的用于模擬氣泡與液滴相互碰撞的裝置，其特征在于，所述上升段的管道包括圓形通道和方形外壁，介質(zhì)輸送管所述圓形通道外包裹方形外壁，所述方形外壁與所述圓形通道之間的夾層內(nèi)充有純凈水。

10.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的用于模擬氣泡與液滴相互碰撞的裝置，其特征在于，所述氣泡發(fā)生裝置與所述液滴發(fā)生裝置之間的所述上升段的管道可拆卸，通過替換不同長度的管道，以改變氣泡與液滴的碰撞速度。