[发明专利]直路式无级调速气溶胶的动态检测风洞

说明书

技术领域

本发明涉及一种气溶胶在动态情况下的流速的检测装置，尤指一种直路式无级调速气溶胶的动态检测风洞。

背景技术

气溶胶是空气中悬浮的固态或液态颗粒的总称，其是能长时间悬浮于气相介质中的液体或固体离子的集合。随着工业的发展在许多工序中都会有意无意的有产生气溶胶的阶段，例如给料在通过火焰、激光或燃炉的时候就可能为气溶胶的生成提供合适的粒子。无论是研究气溶胶对人体健康的风险评估还是控制生产过程要产生合乎要求的气溶胶体系都需要人们借助很多工具来理解和测量气溶胶，然而有些情况以现有的测量方式无法直接检测生成的气溶胶，这就需要模拟这些特殊条件下的气溶胶生成过程采用一定的中间技术手段使其可以用常规仪器测定，如飞行测量焰条燃烧的核粒子尺度谱相当困难，常规手段无法测量。国内传统的催化剂采样方法是将药样在燃烧室燃烧，静态采样，这样测出的结果与实际动态的检测结果有一些出入，不精确。

气溶胶检测的关键技术是等速采样。美国NCAR的检测风洞是在动态下的检测，其代表了当前的世界水平。该检测风洞燃烧段直径25.4厘米，长1.5米，设计风速为40米/秒，焰条全尺寸正压、等速取样，但是采用正压检测，采样嘴对着气溶胶气流采样时，由于气溶胶颗粒惯性的作用，流入采样嘴的气溶胶流速大于风洞中流速时，会使结果偏低，反之则偏高。因此采用正压检测结果仍然不精确。

因此需要设计一种风洞系统来模拟测量动态条件下的气溶胶，例如模拟焰条在机载条件下的燃烧环境，并精准测量焰条燃烧的核粒子尺度谱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直路式无级调速气溶胶的动态检测风洞，其可以模拟在机载条件下不同风速时精准测出的焰条燃烧的核粒子尺度谱、且其风速可调适用范围广泛、便于操作。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为：一种直路式无级调速气溶胶的动态检测风洞，其中该检测风洞包括空气过滤系统、风洞洞体和抽吸式稀释器；

所述空气过滤系统包括若干个空气过滤器及一个无级调速鼓引风机，所述鼓引风机上设有若干个进气口，所述各进气口与各空气过滤器连接，所述鼓引风机上设有一个出气口；

所述风洞洞体包括燃烧段和扩散段，所述燃烧段由空心圆柱管及设置于空心圆柱管内的催化剂装置组成，所述催化剂装置包括拉手、座盖、导流锥体、支撑架、定位顶丝及催化剂，所述座盖与空心圆柱管上的长槽形状相吻合，所述座盖下面设置有一组支撑架，所述各支撑架均由一连接杆与一环形定位环连接构成，所述各定位环位于同一水平直线上，所述催化剂穿置于各定位环上，所述催化剂一端与导流锥体呈同轴线连接，所述各定位环上分别设置有三个定位顶丝，且三个定位顶丝呈圆周分布于定位环上，所述导流锥体、支撑架、定位顶丝及催化剂均设置于空心圆柱管内，所述扩散段为空心柱体，扩散段为空心柱体，其一端为直排端，另一端为渐缩口，所述扩散段与燃烧段通过法兰连接，所述燃烧段与鼓引风机连接，所述扩散段的另一端与抽吸式稀释器连接，所述空心圆柱管内腔与所述扩散段内腔分别设计有与第一、第二皮托管连通的测速安装口；

所述抽吸式稀释器包括等速采样头、采样直管、稀释腔、第一空气过滤器及稀释风机，所述采样头、采样直管、稀释腔从左到右依次连接，采样头伸入所述扩散段内，所述稀释腔左腔与第一空气过滤器连接，稀释腔的右腔与稀释风机连接；所述稀释腔的右端设有可扩展负压取样口。

本发明直路式无级调速气溶胶的动态检测风洞，其中所述空气过滤器包括外壳、滤芯模块、密封圈、压紧滤芯模块的顶丝及防滤芯模块变形的垫板，所述外壳为空心锥体，其左侧进气口面积大于右侧出气口面积，所述外壳左侧连接有滤芯模块，所述滤芯模块与外壳通过顶丝连接在一起，所述外壳与滤芯模块之间设置有密封圈，所述顶丝与滤芯模块之间设置有垫板。

本发明直路式无级调速气溶胶的动态检测风洞，其中所述座盖与所述空心圆柱管之间设有橡胶密封圈。

本发明直路式无级调速气溶胶的动态检测风洞，其中所述空气过滤系统的鼓引风机上的各进气口与各空气过滤器之间、所述燃烧段与鼓引风机之间、所述稀释腔与稀释风机之间及所述稀释腔与第一空气过滤器之间分别通过第一橡胶软管、第二硬橡胶管、第三橡胶软管、第四橡胶软管固定连接，所述第一橡胶软管、第二硬橡胶管、第三橡胶软管、第四橡胶软管的外分别卡固有第一、第二、第三、第四金属卡箍。

本发明直路式无级调速气溶胶的动态检测风洞，其中所述鼓引风机采用离心式风机。

本发明直路式无级调速气溶胶的动态检测风洞，其中所述燃烧段、扩散段与法兰之间设置有O型密封圈。