[发明专利]一种用于测试颗粒浓度与表面损伤关联规律的实验系统

权利要求书

1.一种用于测试颗粒浓度与表面损伤关联规律的实验系统，其特征在于，该系统包括包括颗粒流混合段、冲蚀测试段和颗粒收集段，所述颗粒流混合段、冲蚀测试段和颗粒收集段依次连接构成回路；

所述颗粒流混合段用于保证回路中的颗粒分布均匀，包括水箱(2)、搅拌机(1)和第一耐磨耐蚀泵(3)；所述水箱(2)用于盛装实验介质，实验介质包括液体和固体颗粒，固体颗粒为金属颗粒，所述搅拌机(1)用于搅拌水箱中的实验介质，使得颗粒在水箱中分布均匀；所述第一耐磨耐蚀泵(3)用于控制管道中的液体流速。

所述冲蚀测试段用于进行颗粒冲蚀测试，包括阀门(4)、第一压力计(5)、流量计(6)、第二压力计(7)、测速探头(8)和测试弯管(9)；从第一耐磨耐蚀泵(3)流出的实验介质依次通过阀门4、第一压力计(5)、流量计(6)、第二压力计(7)和测速探头(8)，经过测试弯管(9)并流出；所述阀门(4)用于控制回路中实验介质的流动，所述第一压力计(5)和第二压力计(7)分别测量第一耐磨耐蚀泵(3)出口处和经过流量计(6)后的介质压力，所述流量计(6)用于测量回路中实验介质的实时流量，所述测速探头(8)用于测量进入测试弯管(9)前实验介质的流速，所述测试弯管(9)为一种可拆卸式的水平弯管，弯管的整个内壁用于放置测试的试样；根据颗粒冲蚀试样的时间以及试样失重量,得到时间维度下的颗粒浓度与表面损伤关联规律；

所述颗粒收集段用于暂时收集整个回路中的颗粒，包括颗粒收集装置(10)、第二耐磨耐蚀泵(11)和止回阀(12)；所述颗粒收集装置(10)由磁吸装置(13)、第一滤网(14)和第二滤网(15)组成，所述磁吸装置(13)在收集颗粒时通电带磁，吸引实验介质中的金属颗粒，当需要释放颗粒时，磁吸装置(13)断电；所述第一滤网(14)和第二滤网(15)主动控制开闭，所述第二耐磨耐蚀泵(11)用于在收集颗粒阶段开启，加快颗粒收集效率；所述止回阀(12)用于保证实验介质单向流动。

2.根据权利要求1所述的一种用于测试颗粒浓度与表面损伤关联规律的实验系统，其特征在于，所述水箱(2)自带开关，在实验介质流入回路之前保持水箱(2)关闭，有利于水箱(2)内部的颗粒分布均匀。

3.根据权利要求1所述的一种用于测试颗粒浓度与表面损伤关联规律的实验系统，其特征在于，水箱(2)为可视化设计，便于观察内部液体与颗粒的混合情况。

4.根据权利要求1所述的一种用于测试颗粒浓度与表面损伤关联规律的实验系统，其特征在于，所述流量计(6)采用电磁流量计测量液体流量，所述测速探头(8)为多普勒超声测速探头，在不影响流场的前提下对管道内部流体速度参数进行测量。

5.根据权利要求1所述的一种用于测试颗粒浓度与表面损伤关联规律的实验系统，其特征在于，测试弯管(9)中的试样长度、宽度及厚度尺寸与弯管相配，试样粘贴固定后与弯管内壁平齐，确保管内介质流动状态不受影响。

6.根据权利要求1所述的一种用于测试颗粒浓度与表面损伤关联规律的实验系统，其特征在于，所述颗粒收集装置(10)中的滤网为微米级滤网，分别布置在所述磁吸装置(13)的前后，在开始收集颗粒时，偏下游的第二滤网(15)先闭合，收集实验介质中的颗粒，但不影响液体流动，当颗粒收集结束后，上游的滤网(14)也闭合，防止磁吸装置和下游滤网收集到的颗粒倒流出颗粒收集段。

7.根据权利要求5所述的一种用于测试颗粒浓度与表面损伤关联规律的实验系统，其特征在于，所述测试弯管(9)在颗粒收集完成后卸下，取出试样清除杂质并真空干燥，用电子天平称量实验后的试样重量，并于实验之前的试样初始重量进行比较，其差值即为因颗粒冲蚀而损失的质量。

8.根据权利要求7所述的一种用于测试颗粒浓度与表面损伤关联规律的实验系统，其特征在于，试样在称重后重新固定到测试弯管上，并将测试弯管安装回冲蚀管路中进行下一轮的冲蚀实验。