【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于汽泡动力，具体是一种热流体中汽泡生长动力学研究系统。
技术介绍
1、热流体是指在热力学和流体力学中，具有热传导和流体流动性质的物质。热流体可以是气体或液体，其特点是在受热时能够通过传导、对流或辐射等方式传递热量。
2、汽泡是一种由气体包裹的液滴或固体微粒形成的空腔。在液体中汽泡一般由气体和液体两个相分离的部分组成，液体形成了汽泡的外部壳，而气体则填充在汽泡内部。汽泡的形成与液体的表面张力和气体的压力有关。汽泡的产生主要涉及到液体的表面张力和气体的压力。当液体中存在气体时，液体分子之间会产生一种相互吸引的作用力，这就是表面张力。而气体分子则存在着一定的压力，当液体中的气体分子的压力大于液体的表面张力时，汽泡就会产生。
3、热流体的温度升高会导致汽泡的产生和膨胀。当热流体温度升高时，其中的气体溶解度下降，气体开始从液体中释放出来形成汽泡。同时，随着温度的升高，液体内部的分子运动速度加快，分子间的空隙增大，从而形成了汽泡；同时热流体的流动速度也会影响汽泡的产生和运动。当热流体的流动速度较小时，汽泡容易在液体中形成和聚集。而当热流体的流动速度增大时，汽泡的数量和尺寸都会增加，同时汽泡在液体中的分布也更加均匀。在石油、化工、食品加工等行业中，往往涉及到复杂的流体系统和汽液相变过程，汽泡的生长动力学对于这些过程的效率和产品质量有着直接的影响。因此，通过对汽泡生长动力学的研究，可以更好地理解和控制这些过程，提高生产效率和产品质量。为此有必要提出一种热流体中汽泡生长动力学研究系统。
<
1、本专利技术的目的是提供一种热流体中汽泡生长动力学研究系统，能够实现对自然生长的汽泡和标准化注入的汽泡的观察，进而能够较为充分的观察到不同生长情况下的汽泡在热流体中的运动和生长。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种热流体中汽泡生长动力学研究系统，包括本体、采集模块、处理模块和控制模块；
3、本体包括实验体，实验体内装有液体，实验体外部缠绕有感应线圈，感应线圈输出端与采集模块连接，感应线圈输入端电连接有电源，实验体内还设有若干的磁性颗粒，磁性颗粒能够随液体流动，实验体底部设有若干的输气孔，输气孔处均连通有输气管，且输气管处均设有单向硅胶阀，输气管能够连通有打气筒；
4、采集模块，用于采集实验所产生的数据信息，并将数据信息传送至处理模块；
5、采集模块包括温度采集单元和电流采集单元；
6、温度采集单元，设置于实验体外部，用于采集实验体处的温度变化，并传送不同汽泡形态所处的不同温度信息至采集模块；
7、电流采集单元，用于采集感应线圈处因磁性颗粒的运动所产生的电流变化信息，并将电流变化信息传送至采集模块；
8、处理模块，用于接收采集模块处温度信息和电流信息，并分别对电流信息和温度信息进行转化处理，数字化传送至控制模块；
9、控制模块，用于接收采集模块处的实验数据信息，并结合数据变化信息控制实验体的实验运行条件。
10、基础方案的原理是：进行热流体中汽泡生长的动力情况时，首先准备实验装置，取实验体，并将实验体内灌入五分之四的水量，然后将磁性颗粒放入至实验体内，并观察磁性颗粒的移动，其中因为感应线圈电磁感应作用，部分磁性颗粒可能具有抵抗重力进而在水中飘浮的情况，然后对实验体内的液体进行加热，加热方式能够选择外接加热器等方式实现，当实验体内液体受热沸腾后，液体产生汽化现象，气相进入液相时会产生汽泡，进而实验体内将会对应产生汽泡，当实验体内产生汽泡后，汽泡将会对应产生上升运动，其中汽泡一般会随着热流体进行对应的运动流动，当汽泡运动时，实验体内的磁性颗粒也将会随之进行运动，同时当磁性颗粒运动后，因为实验体外部缠绕有感应线圈，由此在感应线圈和磁性颗粒的共同作用下，感应线圈处的磁场将会产生改变，并产生感应电动势和感应电流，并且当磁场的方向相对于导体发生变化时，导体中会产生感应电动势和感应电流，进而该电流变化信息将会传送至采集模块处进行采集；
11、由此采集模块处的电流采集单元将会采集此时随汽泡运动的变化进而对应产生的不同的电流变化，并对电流信息进行处理，进而得到汽泡的运动方向和运动情况，由此实现较为数字化和标准化的观察到汽泡的动力变化情况；
12、当对标准化大小对的汽泡观察其生长动力时，则直接将打气筒连接至输气管上，并缓慢的往输气管内输入气体，在气体的压迫力下单向硅胶阀开启，进而汽泡将会逐渐产生至输气孔处，当汽泡产生后则不再进行打气，使汽泡热流体和其自身的动力自动的进行移动，后续再通过磁性颗粒的作用观察此时标准化输入的汽泡的生长动力详情，进而能更加充分和标准化的观察汽泡的生长动力。
13、基础方案的有益效果：1、本方案能够实现对自然生长的汽泡和标准化注入的汽泡的观察，进而能够较为充分的观察到不同生长情况下的汽泡在热流体中的运动和生长。
14、2、当磁性颗粒随汽泡的运动进行运动进而使感应线圈处产生电流后，将该电流接触线路，并最后接入电源，能够该感应线圈通电，进而当感应线圈通电后，当电流通过线圈时，导线的电阻会导致能量转化为热能，从而产生热量，进而能够辅助对本实验体进行加热，进而达到实验体内的液体得到充分的加热，以使汽泡产生效果较为充分；
15、3、通过观察磁性颗粒在实验体内的移动趋势和汽泡在实验体内的运动方向，能够判断汽泡是否为实验体内的液体流动进而被带动着进行运动的，还是汽泡自身的动力进行对应的运动，进而能够较为充分的观察到此时汽泡的生长动力情况。
16、4、温度采集单元将会对整个实验过程中的实验体处的温度变化进行进行监测和采集，进而能够是实现对不同温度下的汽泡生长动力进行观察，同时当检测到温度产生偏差时，能够将温度信息传送至控制模块处，控制模块则对温度进行控制，当温度偏低时，则可使感应线圈连接电源，进而产生热能，从而实现供热。
17、进一步，若干的输气孔的直径大小不同，输气孔的直径大小分别为3mm、4mm和5mm。
18、基础方案的有益效果：通过输气孔直径大小的不同设计，能够实现对输入的汽泡大小进行控制，进而能够直接的观察到不同直径大小的汽泡在热流体中不同的生长动力，以此能够判断出汽泡的大小是否与其的生长动力有关，从而得到较为全面的汽泡生长动力研究。
19、进一步，实验体底部和四个侧面均能够设置加热片，且控制模块能够控制加热片的温度变化。
20、基础方案的有益效果：在对实验体进行加热时，通过加热片的设计不启用外接的加热设备，此时直接通过控制模块对应启动实验体不同面的加热片产生热，当只启动实验体底部的加热片时，实验体内的液体则是从底部开始慢慢升温，进而观察汽泡在该情况下其生长动力情况，然后再依次开启实验体不同侧面的加热片对其进行加热，并观察汽泡生长动力，进而能够得到不同的加热点位是否对汽泡的生长有影响，若有影响的话，其是如何影响汽泡的生长和移动方向的。
21、进一步，还设有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种热流体中汽泡生长动力学研究系统，其特征在于：包括本体、采集模块、处理模块和控制模块；
2.根据权利要求1所述的热流体中汽泡生长动力学研究系统，其特征在于：若干的输气孔的直径大小不同，输气孔的直径大小分别为3mm、4mm和5mm。
3.根据权利要求2所述的热流体中汽泡生长动力学研究系统，其特征在于：实验体底部和四个侧面均能够设置加热片，且控制模块能够控制加热片的温度变化。
4.根据权利要求3所述的热流体中汽泡生长动力学研究系统，其特征在于：还设有搅拌棍，搅拌棍用于搅拌实验体内的液体，并控制汽泡的产生和汽泡的生长及上升方向。
5.根据权利要求4所述的热流体中汽泡生长动力学研究系统，其特征在于：还设有高速摄像机，高速摄像机用于对汽泡的运动过程进行连续高速的拍摄，且所拍摄的图像均传送至处理模块处。
6.根据权利要求5所述的热流体中汽泡生长动力学研究系统，其特征在于：处理模块还包括图像处理单元，图像处理单元用于对所拍摄图像进行处理，处理过程包括去噪、调整亮度和对比度和图像增强。
7.根据权利要求6所述的热流体中
8.根据权利要求7所述的热流体中汽泡生长动力学研究系统，其特征在于：还设有补光灯，补光灯用于为高速摄像机拍摄时进行光线的补充。
...【技术特征摘要】
1.一种热流体中汽泡生长动力学研究系统，其特征在于：包括本体、采集模块、处理模块和控制模块；
2.根据权利要求1所述的热流体中汽泡生长动力学研究系统，其特征在于：若干的输气孔的直径大小不同，输气孔的直径大小分别为3mm、4mm和5mm。
3.根据权利要求2所述的热流体中汽泡生长动力学研究系统，其特征在于：实验体底部和四个侧面均能够设置加热片，且控制模块能够控制加热片的温度变化。
4.根据权利要求3所述的热流体中汽泡生长动力学研究系统，其特征在于：还设有搅拌棍，搅拌棍用于搅拌实验体内的液体，并控制汽泡的产生和汽泡的生长及上升方向。
5.根据权利要求4所述的热流体中...
【专利技术属性】
技术研发人员：董晓朦，杨明，黄熙，徐安琪，陈浩贤，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。