[发明专利]粘塑性物料管道输送的表面膜减阻效果测试仪

说明书

技术领域

本发明涉及粘塑性物料管道输送中的表面膜选择测试仪器，属于实验设备。

背景技术

中国专利表面膜减阻方法与粘塑性物料管道输送技术(ZL20071026557.X)，是发明人的前期研究的成果。是仿生动物肠道膜和无鳞鱼的体表粘液的表面膜减阻方法，采用在物料与管道间设置表面膜的被膜方法，一种输料管道的内壁降低壁摩擦力的表面处理方法。使物料的内摩擦力大大高于管壁摩擦力，把降低壁摩擦力问题突显成为管道输送系统中的主要矛盾，在管道输送中其他很多复杂的问题，都降为可以忽略的次要矛盾。一个很复杂的问题简单化了，只是着重研究降低壁摩擦力问题，克服软粘物料与管道内壁的粘滞性，粘塑性物料远距离管道输送的难题就得以解决。

由于输料管道为高能表面，管壁的表面能很大，于是管壁与物料的间粘附功也很大，物料在管壁上的粘附作用很强，造成输料管道阻力很大。当输料管道进行处理，在管壁上增加吸附层，并加入表面活性剂。在输送过程中表面活性剂进入并吸附于管道的内壁上，从而形成一层牢固的表面膜。使得管壁与物料之间垫有一层悬浮膜，避免物料与管道之间的直接摩擦，以减少粘塑性物料扰动及与管壁粘滞阻力，同时使物料与管道相隔离，也减少了管道的磨损。如输送粘土时加入的表面活性剂和水，就可以在管壁上铺展，表面活性剂就以疏水的碳氢链吸附于管壁上，带有一层表面膜的极性基伸入管内吸附在管壁上，将原来高能表面的管壁被表面膜覆盖，此时粘土的移动在表面膜上进行，其粘附力降低、使输送阻力降低。使粘塑性物料在低能耗的前提下进行输送，实现各种粘塑性物料的远距离管道输送。

表面膜的选择是远距离输送粘塑性物料的关键技术之一，根据输送物料选择不同的表面膜，对不同配方的表面膜的减阻效果进行试验至关重要。但是至今为止没有表面膜的选择比较的测试仪器。

发明内容

为了解决这一问题，在浙江省自然科学基金“粘塑性泥土管道输送新方法及机理的研究”(M503164)，“软粘土——粘塑性物料管道柱流输送特性研究”(Y505041)的资助下。发明了粘塑性物料管道输送的减阻表面膜选择测试仪。

本发明的粘塑性物料管道输送的表面膜减阻效果测试仪，包括实验台、动板、提升装置、水平调节系统、空压机和真空机，其特征是：把试板固定在动板上，喷涂被测试的表面膜，并放上试件；动板的一端连接提升装置，设有垂直高度的标尺；在动板下设置一个可调频率与振幅的振动器。

所述的实验台板上设置动板和水平调节系统，固定提升装置、压力表和真空表。

所述的动板用于固定试板，一端连接提升装置，可以调节试板的倾斜角度。

所述的试件可采用与输送管道内壁相同材料和同样表面处理的平面板，也可采用与输送管道曲率相近的曲板，或直接采用输送管道。使试验更接近实际的输送状态。

本发明的优点

1.由于采用了动板的一端连接提升装置，设有垂直高度的标尺，可以获得试件的各种倾斜角度。在试件的重量、试件与试板的接触面积和动板尺寸已知的情况下，不但可用比较法得出最佳的表面膜层，而且还可以计算出，试件对试板的正压力、试件的下滑力、试板与水平线的夹角、粘滞摩擦系数和物料和管道的壁摩擦力等参数。

2.由于设置一个可调频率与振幅的振动器，选择在不同频率与不同振幅中测试出不同的减阻效果。在管道输送中有很多复杂力学的问题，本发明抓住降低壁摩擦力这个管道输送系统中的主要矛盾，只是着重研究降低壁摩擦力问题，克服软粘物料与管道内壁的粘滞性，一个很复杂的问题简单化了。不但可得出最佳的表面膜层，而且还可以测出频率与振幅与管道输送的相关参数。

3.由于在动板上固定试板，试板上喷涂表面膜，并放上试件。由此选择出特定物料的最佳表面膜，表面膜减阻效果的比较，就变得轻松、方便、准确。

4.由于模拟工程中的实际情况，采用与输送管道曲率相同的曲板，或直接用实际工程中的输送管道做成试板，所得的实验数据更接近于实际工程中的工况，具有较好的指导性。

所以，本发明具有原理简单，计算方便，接近实况，可比性强的特点。选择的表面膜应用于工程中使输量更大，输距更远，能耗更省。

附图说明