槽道泡状流改进型加气装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种槽道泡状流改进型加气装置，使用时可根据实际研究工况所需气泡的大小灵活选择加气方式和出气孔片，其包括电解加气装置和微孔加气装置；其中，电解加气装置包括两块电解板、导线、直流电源、密封垫、夹板和固定装置，微孔加气装置包括加气槽、微孔板、槽盖、压力计、压力控制器和空气压缩机组成，加气槽底部具有槽孔，微孔板上开有微孔，槽孔和微孔沿流动方向呈正三角形排列且槽孔和微孔的孔壁均有一个斜度；使用时，可选用电解加气装置来产生微气泡，微孔加气装置来产生中等尺度气泡，并能根据具体所需气泡的直径更换微孔板。本发明专利技术不同于常规槽道加气方式，使用灵活方便，能产生不同尺度的气泡，并能有效控制气泡的均匀程度。

【技术实现步骤摘要】
槽道泡状流改进型加气装置
本专利技术涉及涉及流体力学多相流气泡生成
，特别涉及一种槽道泡状流改进型加气装置。
技术介绍
生成均一、稳定的气泡群以及控制气泡群中气泡的尺寸是研究气泡动力学的基础，对定性乃至定量研究气液两相流中气泡的水动力学行为具有重要意义。尽管目前实验研究中的加气方式有很多，比如微孔法、电解法、针孔法、空化法、低功率法、加压容器法，但微孔法、电解法和针孔法使用得较多且技术也相对比较成熟。对于传统的微孔法，主要有单孔和多孔两种：对于单孔加气，虽然可以产生大小均一、稳定的气泡，但生产的气泡量较少；对于多孔加气，由于气泡易在出气孔处发生合并，故很难均一、稳定地产生所需尺寸的气泡。对于电解法，其主要是用于生成直径小于0.1毫米的微气泡，较难产生直径大于1毫米的中等尺度气泡；而对于针孔法，由于是将气管直接插入液体中，会破坏流域内的流形，故一般用于静止的工况，不用于流动的工况。因此，根据实际研究工况的需要，生成均一、稳定的气泡群以及控制气泡群中气泡的尺寸对气泡在流域中的动力学研究非常重要。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：为了克服传统加气装置无法产生均一、稳定的气泡群，以及无法通过调节使其既能产生微气泡群也能产生中等尺度气泡群，本专利技术提供一种槽道泡状流改进型加气装置，适用于根据实际研究工况的需要，选择加气类型或合适微孔尺寸的微孔板，并产生均一、稳定的不同直径的气泡群。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种槽道泡状流改进型加气装置，包括槽道系统、加气装置和管路系统，所述的槽道系统包括槽道，所述槽道具有进水口和出水口，所述的加气装置安装在槽道进水口附近，且加气装置包括微孔加气装置和电解加气装置。所述的电解加气装置包括电解板、导线、直流电源、密封垫、夹板和夹具；所述的槽道具有塞入口，所述的电解板从槽道法向壁面的塞入口塞入槽道内，塞入口与密封垫、夹板和夹具相连；所述导线一端与电解板相连，导线另一端穿过密封垫和夹板后，与直流电源相连。为了确保不影响流形，电解板的一面嵌入槽道内，另一面与槽道内壁面严格成一直线。所述的微孔加气装置包括加气槽、微孔板、槽盖、通气管、压力计、压力控制器和空气压缩机；所述的加气槽从槽道壁面嵌入并固定，加气槽底部开有槽孔，槽孔上方盖有微孔板；加气槽上部与槽盖相连，槽盖上接有通气管，通气管上先后连接所述的压力计、压力控制器和空气压缩机。所述的槽道包括竖直槽道和水平槽道，对于水平槽道，微孔加气装置装于水平槽道的上壁面，电解加气装置装于水平槽道的下壁面。所述的管路系统包括管道、法兰、进水箱、出水箱和大水箱，进水箱与槽道进水口相连，出水箱与槽道出水口相连，工作时，液体从大水箱通过离心泵经管道、进水箱、槽道、出水箱、管道，最后回到大水箱，形成循环回路。管道中，流回大水箱的那段水平管道向下倾斜3°至5°。导线一端通过锡焊固定在电解板上，另一端穿过密封垫和夹板与直流电源连接；夹板上穿过导线的开孔周围涂有硅胶密封胶。为了确保不影响流形，加气槽嵌入槽道后其底部外壁面与槽道内壁面成一直线，并通过密封圈和螺钉固定在槽道上。加气槽底部的槽孔沿液体流动方向呈正三角形排列，相邻两孔的最小间距为10毫米，且开孔直径为200微米。加气槽底部的槽孔上方装有厚度为1毫米的不锈钢微孔板，微孔板上开设有微孔，微孔与加气槽上的槽孔呈同心圆。微孔板的开孔尺寸具有三种，开孔直径分别为80微米、100微米和120微米。据文献统计，一般研究1mm左右的气泡；根据公式，静止时80um的孔径能产生1mm的气泡，120um的孔径能产生1.5mm的气泡；由于流体的剪切作用，流动时80um的孔径产生的气泡必小于1mm；研究所需流动有快有慢，故取微孔板的开孔直径为80-120um。槽孔与微孔的孔壁的斜度均为45°。槽孔与微孔的孔壁均具有斜度，可以减小气泡生成时的阻力，斜度为45°便于加工。压力控制器将气压控制成时间的脉动函数。本专利技术的有益效果是，首先，本专利技术的槽道泡状流改进型加气装置将电解法和微孔法耦合，能根据实际研究工况选择一种加气方式，使其产生微气泡或者中等尺度气泡；其次，微孔加气装置配有多种尺寸的微孔板，可以通过更换微孔板产生多种尺寸的中尺度气泡；再次，微孔加气装置的微孔板和的加气槽开孔处带有倒角，可以减小气泡生成的阻力以及增大气泡生成时与液体的接触面积，避免气泡在出气孔处的附着与合并，从而产生均一、稳定的气泡群。使用时，可选用电解加气装置来产生微气泡，微孔加气装置来产生中等尺度气泡，并能根据具体所需气泡的直径更换微孔板。本专利技术不同于常规槽道加气方式，使用灵活方便，能产生不同尺度的气泡，并能有效控制气泡的均匀程度。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的槽道泡状流改进型加气装置的结构示意图。图2是电解加气装置的结构示意图；图3是电解加气装置的侧视图；图4是微孔加气装置的结构示意图；图5是加气槽的结构示意图；图6是微孔板的结构示意图；图7是微孔板与加气槽配合的侧视图。其中：1.竖直槽道，2.水平槽道，3.进水箱，4.出水箱，5.大水箱，6.搅拌桨，7.离心泵，8.电磁流量计，9.滤板，10.渐扩段，11.微孔加气装置，12.电解加气装置，13.管道，14.电解板，15.密封垫，16.夹板，17.导线，18.直流电源，19.夹具，20.加气槽，21.槽盖，22.螺钉，23.螺纹连接段，24.通气管，25.压力控制器，26.空气压缩机，27.槽孔，28.微孔板，29.微孔，30.压力计，31.密封圈。图2和图5中，空心框体箭头所示为液体流向。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。如图1所示，一种槽道泡状流改进型加气装置，包括槽道、加气装置和管路系统。槽道系统包括槽道，所述槽道具有进水口和出水口，槽道包括竖直槽道1和水平槽道2。加气装置安装在槽道进水口附近，且加气装置包括微孔加气装置11和电解加气装置12。对于水平槽道2，微孔加气装置11装于槽道下壁面，电解加气装置12装于槽道上壁面。管路系统包括管道13、法兰、进水箱3、出水箱4和大水箱5，进水箱3与槽道进水口相连，出水箱4与槽道出水口相连。工作时，液体从大水箱5通过离心泵7经管道13、进水箱3、槽道、出水箱4、管道13，最后回到大水箱5，形成循环回路。管道13中，流回大水箱5的那段水平管道向下倾斜3°至5°。进水箱3内设有滤板9，出水箱4内具有渐扩段10。大水箱5内具有搅拌桨6，大水箱5与进水箱3相连的管道13上设有离心泵7和电磁流量计8。如图2和图3所示，电解加气装置，包括电解板14、密封垫15、夹板16、导线17、直流电源18和夹具19；电解板14需两块，如泡沫铜板或泡沫镍板，其长度为223毫米，宽度为100毫米，靠近槽道进水口的一块作为阴极，另一块作为阳极，两块电解板14的距离为10毫米，其材料为泡沫铜或泡沫镍，厚度为2毫米；安放电解板14的槽道面需铣一个2毫米深的凹槽，使插入的电解板14的上壁面与槽道1/2内壁面严格成一直线，此凹槽的长度为223毫米，宽度为100毫米，其两端中的一端直接铣到边缘；槽道具有塞入口，电解板14一侧壁面从槽道法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种槽道泡状流改进型加气装置，其特征在于：包括槽道系统、加气装置和管路系统，所述的槽道系统包括槽道，所述槽道具有进水口和出水口，所述的加气装置安装在槽道进水口附近，且加气装置包括微孔加气装置(11)和电解加气装置(12)；所述的电解加气装置(12)包括电解板(14)、导线(17)、直流电源(18)、密封垫(15)、夹板(16)和夹具(19)；所述的槽道具有塞入口，所述的电解板(14)从槽道法向壁面的塞入口塞入槽道内，塞入口与密封垫(15)、夹板(16)和夹具(19)相连；所述导线(17)一端与电解板(14)相连，导线(17)另一端穿过密封垫(15)和夹板(16)后，与直流电源(18)相连；所述的微孔加气装置包括加气槽(20)、微孔板(28)、槽盖(21)、通气管(24)、压力计(30)、压力控制器(25)和空气压缩机(26)；所述的加气槽(20)从槽道壁面嵌入并固定，加气槽(20)底部开有槽孔(27)，槽孔(27)上方盖有微孔板(28)；加气槽(20)上部与槽盖(21)相连，槽盖(21)上接有通气管(24)，通气管(24)上先后连接所述的压力计(30)、压力控制器(25)和空气压缩机(26)。...

【技术特征摘要】
1.一种槽道泡状流改进型加气装置，其特征在于：包括槽道系统、加气装置和管路系统，所述的槽道系统包括槽道，所述槽道具有进水口和出水口，所述的加气装置安装在槽道进水口附近，且加气装置包括微孔加气装置(11)和电解加气装置(12)；所述的电解加气装置(12)包括电解板(14)、导线(17)、直流电源(18)、密封垫(15)、夹板(16)和夹具(19)；所述的槽道具有塞入口，所述的电解板(14)从槽道法向壁面的塞入口塞入槽道内，塞入口与密封垫(15)、夹板(16)和夹具(19)相连；所述导线(17)一端与电解板(14)相连，导线(17)另一端穿过密封垫(15)和夹板(16)后，与直流电源(18)相连；所述的微孔加气装置包括加气槽(20)、微孔板(28)、槽盖(21)、通气管(24)、压力计(30)、压力控制器(25)和空气压缩机(26)；所述的加气槽(20)从槽道壁面嵌入并固定，加气槽(20)底部开有槽孔(27)，槽孔(27)上方盖有微孔板(28)；加气槽(20)上部与槽盖(21)相连，槽盖(21)上接有通气管(24)，通气管(24)上先后连接所述的压力计(30)、压力控制器(25)和空气压缩机(26)。2.如权利要求1所述的槽道泡状流改进型加气装置，其特征在于：所述的槽道包括竖直槽道(1)和水平槽道(2)，对于水平槽道(2)，微孔加气装置(11)装于水平槽道(2)的上壁面，电解加气装置(12)装于水平槽道(2)的下壁面。3.如权利要求1所述的槽道泡状流改进型加气装置，其特征在于：所述的管路系统包括管道(13)、法兰、进水箱(3)、出水箱(4)和大水...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞明军，费洋，张展，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32