一种用于生物质多孔介质流动特性测试的对称分布管线制造技术

本发明专利技术属于生物质物理特性测试相关技术领域，并公开了一种用于生物质多孔介质流动特性测试的对称分布管线。该试验平台包括依次连接的气泵、水平管路、垂直管路和筒体，气泵通过水平管路和垂直管路与筒体连接，通过向筒体中的待测试生物质多孔介质通入流动气体，测量该待测试生物质多孔介质上端和下端的气压，以此获取待测试生物质多孔介质的流动特性；水平管道包括前半部分和后半部分，前半部分包括多个并联分支管道，后半部分的管道包括两条对称分布的分支管道，每个分支管道在从前到后逐渐增大后相向合并成一路；垂直管道从下到上管径逐渐增大并设置多级整流孔板。通过本发明专利技术，可实现宽流量范围测试；降低测量参数波动；使气流分布更加均匀。分布更加均匀。分布更加均匀。

【技术实现步骤摘要】
一种用于生物质多孔介质流动特性测试的对称分布管线


[0001]本专利技术属于生物质物理特性测试相关
，更具体地，涉及一种用于生物质多孔介质流动特性测试的对称分布管线。

技术介绍

[0002]我国各地区生物质资源具有品类丰富与产量巨大的特点，生物质材料的获取途径与利用方式多样，合理利用生物质资源后产生的经济收益非常可观。由于大部分生物质在形成过程中的固碳作用，所以生物质也可视为一种近零碳的绿色燃料。然而，生物质资源由于其供应的季节性与地域差异，即生物质资源在利用过程中存在时间与空间的分布不均性，导致其不可避免的需要进行大量的周转与储存。对生物质多孔介质的通风流动特性与火灾发生机制研究也越来越被学者与工程师重视。
[0003]传统多孔介质流动特性测试方法采用风机对生物质多孔介质进行通风，然后通过测得生物质多孔介质前后两侧的风压差获取生物质多孔介质流动特性参数(后文将该实验方式简化表述为传统实验方式)。然而该传统实验方式存在四个明显缺陷，第一，存在火灾风险的生物质堆垛大小往往呈数米甚至十数米的堆积规模，传统实验方式很难模拟此规模尺寸下的生物质堆垛。第二，采用单一供风管道的传统实验方式容易导致气流在堆垛之中的分布不均，实验测量准确性下降。第三，气体管路风压波动致使测量参数波动频繁，测量参数不稳定，可靠性降低。第四，传统实验方式未考虑因生物质堆垛内部相互挤压导致的多孔介质孔隙率降低现象，也未考虑因生物质吸收水分后膨胀导致的孔隙率降低现象，此两种现象同时会显著影响生物质多孔介质流动特性的测试结果。
专利技术内容
[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种用于生物质多孔介质流动特性测试的对称分布管线，可实现宽流量范围的灵活测试；降低气流脉动造成测量参数波动；同时使气流在管路的横截面分布更加均匀。
[0005]为实现上述目的，按照本专利技术，提供了一种用于生物质多孔介质流动特性测试的对称分布管线，该试验平台包括依次连接的气泵、水平管路、垂直管路和筒体，其中，
[0006]所述气泵通过水平管路和垂直管路与所述筒体连接，用于向所述筒体中通入气体，待测试生物质多孔介质放置在所述筒体中，通过向所述筒体中的待测试生物质多孔介质通入流动气体，测量该待测试生物质多孔介质上端和下端的气压，以此获取待测试生物质多孔介质的流动特性；
[0007]所述水平管道包括前半部分和后半部分，前半部分包括多个并联分支管道，后半部分的管道包括两条对称分布的分支管道，每个分支管道的管径从前到后逐渐增大；所述垂直管道从下到上管径逐渐增大。
[0008]进一步优选地，所述水平管道的前半部分的每个分支上均设置有流量计和气阀。
[0009]进一步优选地，所述垂直管路中设置有多块孔板底板。
[0010]进一步优选地，所述筒体中设置有支撑孔板和孔板顶板，所述支撑孔板用于承载待测试生物质多孔介质，所述孔板顶板设置在待测试生物质多孔介质上，用于压实该待测试生物质多孔介质。
[0011]进一步优选地，所述孔板底板、支撑孔板和孔板顶板上的开孔率均大于待测试生物质多孔介质整体的孔隙率。
[0012]进一步优选地，所述支撑孔板和孔板顶板上包括多圈均匀分布的孔洞，其中相邻圈上的孔洞交错分布。
[0013]进一步优选地，所述孔板顶板上设置有砝码架和砝码，砝码用于向待测试生物质多孔介质施加压力，以此模拟因生物质吸收水分后膨胀与生物质多孔介质内部相互挤压，以及不同堆积密度下导致被测试生物质多孔介质孔隙率降低的现象。
[0014]进一步优选地，所述水平管路前半部分多个并联分支的连接处设置有稳压管，用于调节管道的压力。
[0015]进一步优选地，所述筒体的外，介于所述支撑孔板和孔板顶板之间设置有一个或者多个密封垫片。
[0016]进一步优选地，所述支撑孔板下方和所述孔板顶板上方均设置有气压检测计，用于检测待测试生物质多孔介质的气压。
[0017]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具备下列有益效果：
[0018]1.本专利技术中水平管道的后半部分采用呈轴对称分布的水平两路管线，对垂直管道来流的前方采用气流对撞设计缓解高速气流在弯管处的气流偏斜作用；水平管道的前半部分采用多级气体均匀分布孔板与扩张段对管路中气流进行均匀分布与二次整流，能够使高速气流在管线横截面的分布更为均匀；
[0019]2.本专利技术的水平管道在前部分设置多个并联分支，同时实现多个数量级流量范围差距以上的宽流量范围的流量调节，拓展实验工况设置的灵活性；
[0020]3.本专利技术的垂直管道采用下小上大的管径，在结构上使得管径变化更为平顺，在气动特性上能够使得管内流动在管道横截面内更为均匀，避免出现中间过快四周较慢的情况，同时垂直管道中设置有多块孔板底板，其作用在于气流通过一块孔板可进行一次重新整流，使得气流在通过垂直管道的变径段的流动更为平稳，流速更为均匀；
[0021]4.本专利技术在待测试生物质多孔介质上方设置有砝码，通过调节阀门的重量模拟不同高度不同重量的生物质多孔介质堆叠造成的挤压状态，同时也可模拟因生物质吸收水分后膨胀与生物质多孔介质内部相互挤压导致的多孔介质孔隙率降低现象，使实验测得生物质多孔介质流动特性更满足实际生物质堆垛中的堆放情况。
附图说明
[0022]图1是按照本专利技术的优选实施例所构建的生物质多孔介质流动特性综合测试试验平台的结构示意图；
[0023]图2是按照本专利技术的优选实施例所构建的水平管道和垂直管道的结构示意图；
[0024]图3是按照本专利技术的优选实施例所构建的支撑孔板结构示意图；
[0025]图4是按照本专利技术的优选实施例所构建的孔板顶板的结构示意图；
[0026]图5是按照本专利技术的优选实施例所构建的垂直管道的结构示意图，其中，(a)是垂直管道的正向结构示意图，(b)是垂直管道的顶向结构示意图；
[0027]图6是按照本专利技术的优选实施例所构建的生物质多孔介质流动特性测试实验流程。
[0028]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
[0029]1‑
砝码，2
‑
砝码架，31
‑
孔板顶板，32
‑
支撑孔板，33
‑
孔板底板，4
‑
气压检测计，5
‑
筒体，6
‑
待测试生物质多孔介质，7
‑
密封垫片，8
‑
底座，9
‑
气泵，10
‑
流量计，11
‑
气阀，12
‑
稳压罐，13
‑
水平管道，14
‑
垂直管道。
具体实施方式
[0030]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于生物质多孔介质流动特性测试的对称分布管线，其特征在于，该试验平台包括依次连接的气泵(9)、水平管路(13)、垂直管路(14)和筒体(5)，其中，所述气泵(9)通过水平管路(13)和垂直管路(14)与所述筒体(5)连接，用于向所述筒体(5)中通入气体，待测试生物质多孔介质(6)放置在所述筒体(5)中，通过向所述筒体中的待测试生物质多孔介质通入流动气体，测量该待测试生物质多孔介质上端和下端的气压，以此获取待测试生物质多孔介质的流动特性；所述水平管道(13)包括前半部分和后半部分，前半部分包括多个并联分支管道，后半部分的管道包括两条对称分布的分支管道，每个分支管道的管径从前到后逐渐增大，两条分支管道合并为一条管道后与所述垂直管道连接；所述垂直管道(14)从下到上管径逐渐增大。2.如权利要求1所述的一种用于生物质多孔介质流动特性测试的对称分布管线，其特征在于，所述水平管道(13)的前半部分的每个分支上均设置有流量计(10)和气阀(11)。3.如权利要求2所述的一种用于生物质多孔介质流动特性测试的对称分布管线，其特征在于，所述垂直管路(14)中设置有多块孔板底板(33)。4.如权利要求3所述的一种用于生物质多孔介质流动特性测试的对称分布管线，其特征在于，所述筒体(5)中设置有支撑孔板(32)和孔板顶板(31)，所述支撑孔板(32)用于承载待测试生物质多孔介质，所述孔板顶板(31)设置在待测试生物质多孔介质上，用于压实该待测...

【专利技术属性】
技术研发人员：方庆艳，陈鑫科，马仑，苏现强，汪靖良，张成，陈刚，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：