一种气固两相高温冲蚀试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术实施例提供了一种气固两相高温冲蚀试验装置，包括输气单元、给料单元、冲蚀管、冲蚀室、试样固定单元、激光测速仪、高速摄像机和计算机；输气单元包括输气干路、气体加热室、第一输气支路和第二输气支路；给料单元包括壳体、料斗和输料管，壳体整体密封；试样固定单元包括放置台、压力测量仪和支撑杆，放置台的角度和支撑杆的高度可调。该装置可采用计算机进行冲蚀全过程的控制，可以实现冲蚀过程的自动化，压力测量仪、激光测速仪和高速摄像机还可以分别实时记录试样承受的冲击压力、冲蚀速度和试样表面形貌变化，有助于更好的进行冲蚀全过程的研究。

A gas-solid two-phase high temperature erosion test device

【技术实现步骤摘要】
一种气固两相高温冲蚀试验装置
本技术属于热能与动力工程及材料工程
，特别涉及一种气固两相高温冲蚀试验装置。
技术介绍
作为火力发电厂主要的燃料，煤、生物质和有机固体废弃物等在燃烧过程中往往会产生大量高温高速飞灰颗粒，使锅炉换热管长期面临着飞灰颗粒的冲蚀磨损问题，大大缩短了锅炉的使用寿命。使用涂层进行防护和采用新材料均可有效地提高锅炉换热管抗冲蚀性能，延长锅炉服役年限，具有广阔的应用前景。对于涂层和新材料，在其应用于锅炉换热管前进行耐固体颗粒冲蚀磨损性能试验是检验其应用可行性的必要手段，但直接在现场环境下测试材料的使用性能成本高，周期长，实用性差，因此通过强化模拟试验实现材料性能快速评价十分重要。为提高测试结果的准确性和可靠性并实现测试的快速性，需要搭建完善的高温固体颗粒冲蚀装置。目前，实验室中应用最为广泛的高温固体颗粒冲蚀装置是气动式高温冲蚀装置，但在冲蚀物料的连续均匀供给和冲蚀过程的数据记录方面存在较大困难。现有技术对气动式固体颗粒冲蚀装置做出了各种改进，如中国专利文献CN207764070U公开了一种带有冲蚀磨粒测速的高温冲蚀磨损试验设备，采用条件相同的双路径，一路用于冲蚀试验，一路用于速度测量；中国专利文献CN105628531A公开了一种连续式高温高速气固两相流冲蚀磨损试验装置，通过螺杆给料可实现固体颗粒的定量给料，采用高速摄影机观察记录颗粒冲击试样的运动轨迹；而中国专利文献CN109142025A公开的高温高压含固多相粒子冲蚀磨损试验装置，采用叶轮给料的方式实现物料的连续供给，同时以多普勒激光测速仪观察颗粒运动情况。上述改进的气动式高温冲蚀装置仍存在不足，如给料情况无法观察，冲蚀过程记录较为单一，尤其缺乏对试样承受压力的记录。综上所述，开发可均匀连续冲蚀并能实时记录冲蚀过程的冲蚀试验装置成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本技术针对现有技术物料供给和冲蚀过程记录等方面存在的不足，提供一种气固两相高温冲蚀试验装置，可广泛应用于材料的气固两相高温冲蚀试验，尤其适用于全冲蚀过程的研究试验。为解决上述技术问题，一方面本技术的实施例提供了一种气固两相高温冲蚀试验装置，包括输气单元、给料单元、冲蚀管、冲蚀室、试样固定单元、激光测速仪、高速摄像机和计算机,其中：所述输气单元包括输气干路、气体加热室、第一输气支路和第二输气支路；所述输气干路中安装有气体流量控制器；所述气体加热室进口连接所述输气干路，出口分别连接所述第一输气支路和所述第二输气支路，所述气体加热室外围安装有气体加热器；所述给料单元包括壳体、料斗和输料管，所述第一输气支路接入所述壳体，所述第一输气支路用于平衡气压协助给料；所述料斗安装于所述壳体内，所述料斗出料口连接所述输料管，所述输料管自所述壳体内接出；所述冲蚀管一端同时连接所述第二输气支路与所述输料管，另一端接入所述冲蚀室，所述第二输气支路用于提供冲蚀气流；所述冲蚀室下方设有排气口；所述试样固定单元设置在所述冲蚀室内，包括角度可调的放置台、高度可调的支撑杆及压力测量仪，所述放置台安装于所述压力测量仪上，所述压力测量仪安装于所述支撑杆上；所述计算机与所述输气单元、所述给料单元、所述试样固定单元、所述激光测速仪和所述高速摄像机连接进行自动化控制。优选地，所述壳体的上方设有增压进气口和视窗，所述第一输气支路通过所述增压进气口接入所述壳体。优选地，所述料斗包括物料加热器和给料电机；所述料斗由所述给料电机带动给料，所述给料电机由所述计算机控制转动；所述物料加热器连接所述计算机，由所述计算机控制加热。优选地，所述第一输气支路、所述第二输气支路、所述输料管和所述冲蚀管外围均包裹隔热材料，以降低气流和物料传输过程的热量损失。优选地，所述给料单元包括螺旋给粉装置，所述螺旋给粉装置协同气流携带给料。优选地，所述放置台上设置有试样加热器，所述试样加热器连接所述计算机，由所述计算机控制加热。优选地，所述放置台与所述压力测量仪、所述压力测量仪与所述支撑杆均为可拆卸连接。优选地，所述输气单元、所述给料单元、所述冲料管、所述冲蚀室及所述试样固定单元均采用耐高温腐蚀材料，适用于开展腐蚀性冲蚀试验。本技术实施例的上述技术方案提供的气固两相高温冲蚀试验装置，可操作性强，非常适用于高温下材料耐高温固体颗粒冲蚀磨损性能的测试，其技术方案的有益效果具体如下：1.通过设置激光测速仪、高速摄像机和压力测量仪，可以多角度实时记录冲蚀过程，有利于开展冲蚀全过程的研究；2.通过计算机控制冲蚀系统，实现了整个冲蚀过程的自动化控制，通过计算机控制角度调节电机可精确控制放置台角度，能够较好的模拟不同角度的冲蚀；3.通过冲蚀气流、物料和试样分别加热，可实现三者温度的单独控制，满足不同工况下对温度条件的要求；4.通过螺旋给粉装置和气流携带方式供给物料，能够实现物料的连续均匀供给，可通过视窗实时观察给粉情况。附图说明图1为本技术实施例提供的气固两相高温冲蚀试验装置的系统示意图；图2为图1所示给料单元的结构示意图；图3为图1所示试样固定单元的结构示意图。[主要元件符号说明]1-输气单元；11-输气干路；111-气体流量控制器；12-气体加热室；121-气体加热器；13-第一输气支路；14-第二输气支路；2-给料单元；21-壳体；211-增压进气口；22-料斗；221-物料加热器；222-给料电机；23-输料管；3-冲蚀管；4-冲蚀室；41-排气口；5-试样固定单元；51-放置台；511-试样加热器；512-角度调节电机；52-压力测量仪；53-支撑杆；6-激光测速仪；7-高速摄像机；8-计算机。具体实施方式为使本技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本技术针对现有的问题，提供气固两相高温冲蚀试验装置，所述装置可广泛应用于材料的气固两相高温冲蚀试验，尤其适用于全冲蚀过程的研究试验。为了实现上述技术方案，本技术的实施例提供了一种气固两相高温冲蚀试验装置，如图1所示，所述冲蚀试验装置包括输气单元1、给料单元2、冲蚀管3、冲蚀室4、试样固定单元5、激光测速仪6、高速摄像机7和计算机8；输气干路11与气体加热室12连接，气体加热室12外围安装有气体加热器121；第一输气支路13和第二输气支路14由气体加热室12引出，分别接入给料单元2和冲蚀管3；试样固定单元5设置在冲蚀室4内；第二输气支路14和输料管23接入冲蚀管3上端，冲蚀管3下端接入冲蚀室4内，试样固定单元5固定于冲蚀室4底面，并与冲蚀管3对中，为便于维护更换，可将试样固定单元5设计为可拆卸的与冲蚀室4固定；冲蚀室4下方设有排气口41；气体流量控制器111、气体加热器121、料斗22、试样固定单元5、激光测速仪6和高速摄像机7均与计算机8相连，由计算机8进行自动控制。作为更佳的实施方式，第一输气支路13、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气固两相高温冲蚀试验装置，包括输气单元（1）、给料单元（2）、冲蚀管（3）、冲蚀室（4）、试样固定单元（5）、激光测速仪（6）和计算机（8）,其特征在于，还包括高速摄像机（7），其中：/n所述输气单元（1）包括输气干路（11）、气体加热室（12）、第一输气支路（13）和第二输气支路（14）；所述输气干路（11）中安装有气体流量控制器（111）；所述气体加热室（12）进口连接所述输气干路（11），出口分别连接所述第一输气支路（13）和所述第二输气支路（14），所述气体加热室（12）外围安装有气体加热器（121）；/n所述给料单元（2）包括壳体（21）、料斗（22）和输料管（23），所述第一输气支路（13）接入所述壳体（21）；所述料斗（22）安装于所述壳体（21）内，所述料斗（22）出料口连接所述输料管（23），所述输料管（23）自所述壳体（21）内接出；/n所述冲蚀管（3）一端同时连接所述第二输气支路（14）与所述输料管（23），另一端接入所述冲蚀室（4）；所述冲蚀室（4）下方设有排气口（41）；/n所述试样固定单元（5）设置在所述冲蚀室（4）内，包括角度可调的放置台（51）、高度可调的支撑杆（53）及压力测量仪（52），所述放置台（51）安装于所述压力测量仪（52）上，所述压力测量仪（52）安装于所述支撑杆（53）上；/n所述计算机（8）与所述输气单元（1）、所述给料单元（2）、所述试样固定单元（5）、所述激光测速仪（6）和所述高速摄像机（7）连接进行自动化控制。/n...

【技术特征摘要】
1.一种气固两相高温冲蚀试验装置，包括输气单元（1）、给料单元（2）、冲蚀管（3）、冲蚀室（4）、试样固定单元（5）、激光测速仪（6）和计算机（8）,其特征在于，还包括高速摄像机（7），其中：
所述输气单元（1）包括输气干路（11）、气体加热室（12）、第一输气支路（13）和第二输气支路（14）；所述输气干路（11）中安装有气体流量控制器（111）；所述气体加热室（12）进口连接所述输气干路（11），出口分别连接所述第一输气支路（13）和所述第二输气支路（14），所述气体加热室（12）外围安装有气体加热器（121）；
所述给料单元（2）包括壳体（21）、料斗（22）和输料管（23），所述第一输气支路（13）接入所述壳体（21）；所述料斗（22）安装于所述壳体（21）内，所述料斗（22）出料口连接所述输料管（23），所述输料管（23）自所述壳体（21）内接出；
所述冲蚀管（3）一端同时连接所述第二输气支路（14）与所述输料管（23），另一端接入所述冲蚀室（4）；所述冲蚀室（4）下方设有排气口（41）；
所述试样固定单元（5）设置在所述冲蚀室（4）内，包括角度可调的放置台（51）、高度可调的支撑杆（53）及压力测量仪（52），所述放置台（51）安装于所述压力测量仪（52）上，所述压力测量仪（52）安装于所述支撑杆（53）上；
所述计算机（8）与所述输气单元（1）、所述给料单元（2）、所述试样固定单元（5）、所述激光测...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘欢，王阁义，陈同舟，张秀菊，李海燕，胡红云，姚洪，
申请(专利权)人：华中科技大学，武汉材料保护研究所有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42