[发明专利]气固两相流中湿颗粒粘附、脱附可视化试验装置与方法

说明书

本发明公开了一种气固两相流中湿颗粒粘附、脱附可视化试验装置和方法，包括：供给模块，包括流量泵和与之相连通的给料组件；碰撞模块，包括碰撞室，碰撞室与给料组件相连通，用于给待测颗粒或者待测液体提供发生碰撞的场所；力学参数采集模块，用于采集碰撞模块内待测颗粒之间形成的颗粒间的碰撞力信息或者待测液体之间形成的液滴间的碰撞力信息；图像采集模块，包括第一光源和第一高倍相机，其中，第一光源配置在碰撞室的一侧，第一高倍相机配置在碰撞室的另一侧，用于采集碰撞颗粒或者碰撞液滴的图像信息；计算机模块，与力学参数模块、图像采集模块相耦接，用于根据采集的碰撞力和图像的时间序列的对应关系实现图形信息和碰撞力信息的同步采集。

技术领域

本发明涉及气固两相流实验装置技术领域，尤其涉及气固两相流中湿颗粒粘附、脱附可视化试验装置与方法。

背景技术

随着采煤机械化大型化的发展，优质原煤储量日渐贫瘠，开采原煤中含水量逐渐上升，潮湿煤炭直接进入分选流化床，致使床层中多组分、多尺度的复杂颗粒在水相的参与下形成明显的颗粒团聚/聚团现象。颗粒团聚和聚团现象是微细颗粒在团聚力(液桥力、固桥力、颗粒间吸引力、黏附力等)作用下，聚集形成局部颗粒浓度较高的结构。若该没有固定形态、稳定性较差，称为团聚物；若该结构相对稳定、颗粒之间黏附成一个整体，则称为聚团。湿颗粒团聚物/聚团的存在会加剧流化床内颗粒浓度的非均匀分布，扰动床层流化，直接影响流化床床层密度的均匀稳定性和相间的质热传递效率，导致分选与干燥效果降低。

因此，研究分选流化床中多组分、多尺度复杂颗粒间相互作用机制，明确颗粒团聚物/聚团的形成机理，实现对颗粒团聚物/聚团形成与破碎的调节与控制，进一步提高流化床分选与干燥效果，具有重要的意义。

发明内容

本方案针对上文提出的问题和需求，提出一种气固两相流中湿颗粒粘附、脱附可视化试验装置与方法，由于采取了如下技术特征而能够实现上述技术目的，并带来其他多项技术效果。

本发明的一个目的在于提出一种气固两相流中湿颗粒粘附、脱附可视化试验装置，其特征在于，包括：

供给模块，包括流量泵和与之相连通的给料组件，其中，所述给料组件在流量泵的作用下提供待测颗粒或者待测液体；

碰撞模块，包括碰撞室，所述碰撞室与所述给料组件相连通，用于给待测颗粒或者待测液体提供发生碰撞的场所；

力学参数采集模块，用于采集所述碰撞模块内待测颗粒之间形成的颗粒间的碰撞力信息或者待测液体之间形成的液滴间的碰撞力信息；

图像采集模块，包括第一光源和第一高倍相机，其中，所述第一光源配置在所述碰撞室的一侧，用于照射碰撞颗粒或者碰撞液滴，所述第一高倍相机配置在所述碰撞室的另一侧，用于采集碰撞颗粒或者碰撞液滴的图像信息；

计算机模块，与所述力学参数模块、图像采集模块相耦接，用于接收所述碰撞力信息和所述图像信息并根据采集的碰撞力和图像的时间序列的对应关系实现图形信息和碰撞力信息的同步采集。

在本发明的一个示例中，所述给料组件包括：颗粒准备器，

其包括进口端和与所述进口端相连通的出口端，所述进口端适于与所述流量泵相连通，所述出口端与所述碰撞室的入料端相连通。

在本发明的一个示例中，还包括：湿度控制模块，其包括：

加湿器，其一端与所述流量泵相连通，其另一端与所述碰撞室的进气端相连通，用于调节所述碰撞室内的湿度。

在本发明的一个示例中，所述湿度控制模块还包括：

湿度传感器，其配置在所述加湿器与所述碰撞室之间，被配置为用于检测所述碰撞室的进气端的湿度；

第一流量计，其设置在所述流量泵与所述碰撞室之间，被配置为用于检测和调节所述加湿器的入口的流量。