[发明专利]一种气水脉冲管道清洗试验与记录装置与方法

权利要求书

1.一种气水脉冲管道清洗试验与记录装置，其特征在于，包括：循环供水装置、高压供气装置、气水脉冲发生装置、冲洗管、数据采集装置、图像采集装置，所述循环供水装置与所述冲洗管相连，所述冲洗管上设置有进气喷嘴、压差传感器、流量计和压力变送器，所述压差传感器、流量计以及压力变送器分别通过信号线与所述数据采集装置相连，所述气水脉冲发生装置的一端用高压气管连接所述高压供气装置，另一端通过高压气管与所述冲洗管相连，所述图像采集装置包括：照明系统、高速摄像机和图像采集卡，其中，高速摄像机与图像采集卡以信号线相连，高速摄像机对冲洗管中的两相流态进行拍摄。

2.根据权利要求1所述的一种气水脉冲管道清洗试验与记录装置，其特征在于，所述循环供水装置包括：水箱和水泵，所述水箱通过水管与所述水泵相连，所述水泵与冲洗管通过水管连通，所述水泵与冲洗管之间的水管上设置有压力调节阀和第一压力表。

3.根据权利要求1所述的一种气水脉冲管道清洗试验与记录装置，其特征在于，所述压差传感器、流量计和压力变送器数量为多个；所述数据采集装置包括以信号线相连的数据采集卡和信号调理电路板。

4.根据权利要求3所述的一种气水脉冲管道清洗试验与记录装置，其特征在于，所述信号调理板上设置有线材，用于与压差传感器、流量计和压力变送器相连。

5.根据权利要求1所述的一种气水脉冲管道清洗试验与记录装置，其特征在于，所述高压供气装置包括：空气压缩机和储气罐，所述空气压缩机与所述储气罐以高压气管相连，所述储气罐一端的高压气管上设置有逆止阀和第二压力表。

6.根据权利要求1所述的一种气水脉冲管道清洗试验与记录装置，其特征在于，所述气水脉冲发生装置包括：气水脉冲发生器、气水脉冲控制仪，所述气水脉冲发生器与所述气水脉冲控制仪之间以信号线和高压气管相连，所述气水脉冲控制仪通过高压气管与冲洗管的进气喷嘴连接，所述进气喷嘴一端的气管上设置有第二逆止阀，所述气水脉冲控制仪一端的高压气管上设置有转子流量计。

7.根据权利要求1所述的一种气水脉冲管道清洗试验与记录装置，其特征在于，还包括计算机，所述图像采集装置和数据采集装置分别与所述计算机通过信号线相连。

8.根据权利要求2所述的一种气水脉冲管道清洗试验与记录装置，其特征在于，所述冲洗管与所述水管和所述进气喷嘴之间都是以螺纹连接的；所述冲洗管为有机玻璃管。

9.根据权利要求7所述的一种气水脉冲管道清洗试验与记录方法，其特征在于，包含如下步骤：

确保各部件的控制阀门处于关闭状态，向水箱中冲入足量的水，打开计算机，开启数据采集界面，调整好摄像机位置，打开照明系统；

接通水泵电源，水箱中的水通过水泵提升进入冲洗管，水泵供水流量通过水泵前的压力调节阀来控制；

调节水泵前的压力调节阀的开度到一定的流量，待冲洗管内流态稳定后，启动计算机的数据采集界面进行数据的采集，得到不充气时各测压点的压力，打开摄像机记录此时冲洗管中的流态；

接通空气压缩机的电源，按下空气压缩机开关键，高压气体进入储气罐，根据第二压力表的读数来调节储气罐一端的逆止阀来控制气体压力，由气体转子流量计测量气体流量，将压力设定为一定值，当达到设定压力时空气压缩机停止工作，低于设定压力时空气压缩机自动开始工作，气、水在a点混合后进入冲洗管，冲洗管里形成的是气-水两相混合物，空气由冲洗管出口直接排空，水流入水箱进行循环再使用；

设定气水脉冲控制仪的停气时间和充气时间为定值；

启动气水脉冲控制仪，高压气体开始间歇地充入冲洗管中，待冲洗管内流态稳定后，启动计算机的数据采集界面进行数据采集，冲洗管内的流量和测压点压力、压差的数据由流量计、压力变送器及压差传感器通过数据采集装置转化为数字信号，传输至计算机，自动保存为Excel文件，一定时间后关闭数据采集界面，关闭气水脉冲控制仪，此过程同时用摄像机拍摄；

保持储气罐一端的逆止阀的开度不变，即供气压力不变，保持气水脉冲控制仪的停气时间和充气时间不变，依次调节水泵一端的压力调节的阀门开度，设定不同的供水流量，重复上一步骤，得到不同供水流量下冲洗管中流量、压力、压差数据以及水流流态的变化情况；

关闭水泵，拔掉电源，保持空气压缩机和气水脉冲控制仪工作一段时间，排空冲洗管内的水，水排空后关闭空气压缩机和气水脉冲控制仪，拔掉电源，结束试验。

10.根据权利要求9所述的一种气水脉冲管道清洗试验与记录方法，其特征在于，采用压力变送器、压差传感器测量冲洗管内两相流压力、压差数据，量程为0-0.2Mpa，精度等级为0.2%，数据采集装置设置的采取频率为10000Hz，数据存储频率为100Hz，即每秒得到10000组测量记录，每秒存储100组，并显示实时压力曲线。