一种拉法尔喷管湿蒸汽强化凝结的实验装置主要包括实验介质供应系统、拉法尔喷管系统以及纹影测试系统。通过射线源向拉法尔喷管内释放射线作为凝结核心强化凝结效果；通过纹影显示直观观察拉法尔流场内湿蒸汽凝结效果；通过控温器消除拉法尔喷管与周围环境换热对内部湿气蒸汽凝结的影响。本发明专利技术拉法尔喷管的入口湿气流量、压力、湿度，以及射线源强度和射线释放位置均可灵活调节，从而为研究湿蒸汽凝结规律，优化工作参数提供了科学依据。优化工作参数提供了科学依据。优化工作参数提供了科学依据。
【技术实现步骤摘要】
一种拉法尔喷管湿蒸汽凝结强化实验装置
[0001]本专利技术公开一种拉法尔喷管湿蒸汽凝结强化实验装置，涉及湿蒸汽凝结相变领域。
技术介绍
[0002]高压天然气通过拉法尔喷管时会发生显著温降，饱和蒸汽发生冷凝，从而从气相中分离出来。利用拉法尔制冷效应可实现天然气净化脱水，甚至液化。拉法尔喷管结构可以直接影响到凝结效率的高低，进而影响天然气净化以及液化的效果。对拉法尔喷管内部流场进行准确测量是结构优化的关键，传统的拉法尔喷管流场测试需要通过打孔插入探针，这种介入式测量方法会对流场造成干扰，从而影响参数测量的准确性。此外，传统的拉法尔内蒸汽凝结主要由均匀成核控制，需要在较大的过饱和下发生，凝结效率低。
[0003]本专利技术专利公开了一种拉法尔喷管湿蒸汽凝结强化实验装置，它在传统喷管制冷的效果上，采用外加射线方法，使射线粒子作为凝结核心促进湿蒸汽的冷凝，加强喷管的凝结效果。同时采用了纹影的方法，在不影响喷管流场的情况下进行凝结现象的观察。该专利技术可以简单高效地加强拉法尔喷管的凝结效率并对现象进行观察。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提出一种拉法尔喷管湿蒸汽凝结强化实验装置，通过外加射线的方法促进喷管内的湿蒸汽进行冷凝，增强凝结的效果，同时采用纹影方法直观观察拉法尔喷管内部凝结现象，能实现非介入测量。
[0005]本专利技术公开的一种拉法尔喷管湿蒸汽强化凝结的实验装置主要包括实验介质供应系统、拉法尔喷管系统以及纹影测试系统。
[0006]所述的介质供应系统主要包括压缩机，气体缓冲罐，过滤器，高压加湿罐，高压微雾加湿器；压缩机、气体缓冲罐、过滤器通过管道依次相连，过滤器通过管道与高压加湿罐相连，过滤器与高压加湿罐之间的管道上设有气体流量计和气量调节阀；高压微雾湿气发生器与高压加湿罐通过管道相连，高压微雾湿气发生器与高压加湿罐之间的连接管道上设有湿蒸汽调节阀，高压加湿罐通过管道与拉法尔喷管入口相连，高压加湿罐通过管道与拉法尔喷管入口之间连接管道上设有温湿度传感器以及压力传感器；拉法尔喷管的出口管上设有压力调节阀，温湿度传感器，压力传感器以及背压调节阀；
[0007]所述的拉法尔喷管系统主要包括：拉法尔喷管，射线源，导轨，控温器；所述的拉法尔喷管主要由拉法尔槽道板，前盖板，后盖板，槽道板为2块，其结构上下对称，前盖板和后盖板分别安装在两槽道板两侧，从而两槽道板之间形成流体通过的拉法尔型槽道；槽道板为金属材料，前盖板、后盖板均采用透明石英玻璃制成。所述的导轨与拉法尔喷管轴线平行，导轨起终点分别位于拉法尔喷管的进、出口处，射线源安装在导轨上，能够沿导轨前后移动，射线源所采用的射线物质可为镅或铯；控温器通过导线与拉法尔槽道板相连。
[0008]所述的纹影测试系统主要包括点光源，前凸透镜，后凸透镜，刀片，高速摄像机，光
学平台以及位置控制组件。其中点光源，前凸透镜，后凸透镜，刀片，高速摄像机依次放置且在同一光轴上，其中前凸透镜和后凸透镜分别位于拉法尔喷管前后两侧。
[0009]点光源设置在光学平台上的一端，前凸透镜距离点光源一倍焦距。点光源发出的光线经过前凸透镜后变为平行光线，平行光线透射拉法尔喷管槽道流场后，通过后凸透镜将平行光线聚焦，刀片与后凸透镜之间的距离为后凸透镜的一倍焦距；刀片之后设有高速摄像机。点光源，前凸透镜，后凸透镜，刀片，摄像机均安装在位置控制组件上，位置控制组件底部安装在光学平台的基座上，并且可以根据需要进行竖向高度和水平位置的调节。
[0010]与现有技术相比，本专利技术具有如下优势：
[0011](1)通过外加射线源的方法，为喷管内的湿蒸汽提供了凝结核心，方便快捷地增强了拉法尔喷管的凝结效果；
[0012](2)采用纹影的方法，可以直观明了地观察凝结现象，可以达到非介入测量的效果；
[0013](3)在拉法尔喷管设有控温装置，可以克服因喷管与周围环境换热对湿气凝结的影响。
附图说明
[0014]图1为含湿空气产生以及外加射线流程图；
[0015]图2为本专利技术的纹影装置摆放图；
[0016]图3为本专利技术射线源的组成图；
[0017]图4为本专利技术的纹影效果示意图。
[0018]1‑
压缩机；2
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缓冲罐；3
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过滤器；4
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漩涡流量计；5
‑
气量控制阀；6
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高压微雾湿气发生器；7
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湿气调节阀；8
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高压加湿罐；9
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压力调节阀；10
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温湿度传感器；11
‑
压力传感器；12
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拉法尔喷管；13
‑
射线源；14
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导轨；15
‑
控温器；15
‑
拉法尔喷管；16
‑
背压调节阀；17
‑
拉法尔槽道；18
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前盖板；19
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后盖板；20
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点光源；21
‑
前凸透镜；22
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后凸透镜；23
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刀片；24
‑
高速摄像机；25
‑
光学平台；26
‑
位置调节组件。
具体实施方式
[0019]本专利技术公开的一种拉法尔喷管湿蒸汽强化凝结的实验装置，主要包括实验介质供应系统、拉法尔喷管系统以及纹影测试系统。
[0020]所述的介质供应系统主要包括压缩机1、气体缓冲罐2、过滤器3、高压加湿罐8、高压微雾加湿器6；压缩机1、气体缓冲罐2、过滤器3通过管道依次相连，过滤器3通过管道与高压加湿罐8相连，过滤器3与高压加湿罐8之间的管道上设有气体流量计4和气量调节阀5；高压微雾湿气发生器6与高压加湿罐8通过管道相连，高压微雾湿气发生器6与高压加湿罐8之间的连接管道上设有湿蒸汽调节阀7，高压加湿罐8通过管道与拉法尔喷管12入口相连，高压加湿罐8通过管道与拉法尔喷管12入口之间连接管道上设有温湿度传感器10以及压力传感器11；拉法尔喷管12的出口管上设有压力调节阀9，温湿度传感器10，压力传感器11以及背压调节阀16。
[0021]如图1所示，拉法尔喷管系统主要包括：拉法尔喷管12，射线源13，导轨14，控温器15。如图2所示，所述的拉法尔喷管12主要由拉法尔槽道板17，前盖板18，后盖板19，槽道板
17为2块，其结构上下对称，前盖板18和后盖板19分别安装在两槽道板17两侧，从而两槽道板17之间形成流体通过的拉法尔槽道；槽道板17采用金属材料，前盖板18、后盖板19均采用透明石英玻璃制成。如图3所示，所述的导轨14与拉法尔喷管12轴线平行，导轨14起终点分别位于拉法尔喷管12的进、出口处，射线源13安装在导轨14上，能够沿导轨14前后移动，射线源13采用的射线物质可为镅241或铯137；控温器15通过导线与拉法尔槽道板17相连，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种拉法尔喷管湿蒸汽强化凝结的实验装置，其特征在于：主要包括实验介质供应系统、拉法尔喷管系统以及纹影测试系统；所述的介质供应系统主要包括压缩机(1)，气体缓冲罐(2)，过滤器(3)，高压加湿罐(8)，高压微雾加湿器(6)；压缩机(1)、气体缓冲罐(2)、过滤器(3)通过管道依次相连，过滤器(3)通过管道与高压加湿罐(8)相连，过滤器(3)与高压加湿罐(8)之间的管道上设有气体流量计(4)和气量调节阀(5)；高压微雾湿气发生器(6)与高压加湿罐(8)通过管道相连，高压微雾湿气发生器(6)与高压加湿罐(8)之间的连接管道上设有湿蒸汽调节阀(7)，高压加湿罐(8)通过管道与拉法尔喷管(12)入口相连，高压加湿罐(8)通过管道与拉法尔喷管(12)入口之间连接管道上设有温湿度传感器(10)以及压力传感器(11)；拉法尔喷管(12)的出口管上设有压力调节阀(9)，温湿度传感器(10)，压力传感器(11)以及背压调节阀(16)；所述的拉法尔喷管系统主要包括：拉法尔喷管(12)，射线源(13)，导轨(14)，控温器(15)；所述的拉法尔喷管主要由拉法尔槽道板(17)，前盖板(18)，后盖板(19)组成，槽道板(17)为2块，其结构上下对称，前盖板(18)和后盖板(19)分别安装在两槽道板(17)两侧，从而两槽道板(17)之间形成流体通过的拉法尔型槽道；所述的导轨(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁法春，汪征宇，唐国祥，杨婷，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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