[实用新型]风流-雾滴-粉尘三相介质耦合沉降的实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风流-雾滴-粉尘三相介质耦合沉降的实验装置。

背景技术

近几年，雾霾天气现象日渐增多，使空气质量明显降低，严重影响人们的身心健康。首先，雾霾中的PM 2.5威胁新生儿健康，雾天日照减少，儿童紫外线照射不足，体内维生素D生成不足，对钙的吸收大大减少，儿童生长减慢。其次，霾的组成成分非常复杂，它能直接进入并粘附在人体呼吸道和肺泡中，引起急性鼻炎和急性支气管炎等病症，如果长期处于这种环境还会诱发肺癌。再次，雾霾天气空气中污染物多、气压低，容易诱发心血管疾病的急性发作。最后，雾霾中的一些化合物通过光化学反应，产生含剧毒的光化学烟雾，严重威胁人类生命。

另外，尘肺病是我国第一大职业病，根据国家卫生计生委通报，2012年全国报告职业病27420例，尘肺病24206例，占88.3％，其中，煤炭行业尘肺病22997例，占尘肺病总例数的95％。由此可见，预防我国职业病的关键是预防尘肺病，预防尘肺病的关键是预防煤炭行业尘肺病。

不管是针对雾霾天气中的PM 2.5还是煤炭行业的粉尘，目前所采用的主要技术手段还是喷雾降尘。国内外大量研究成果表明，在风流、雾滴与尘粒三相介质的耦合沉降过程中，雾滴粒径的大小至关重要。一般认为当雾滴粒径为尘粒粒径的8-10倍时，雾滴与尘粒的耦合沉降效果最优。在实际喷雾过程中，产生的雾滴粒径很难达到10μm以下，基本可认为雾滴粒径越小，耦合沉降尘粒的效果越好。喷雾雾滴粒径的大小受多种因素影响，其中，对喷雾场雾滴测点的布置方法，喷嘴的种类、位置和数量，雾滴的粒径和速度，以及风速大小对耦合降尘影响的研究尤为重要，但国内外学者所研究的降尘技术，在测点的布置，喷嘴种类、位置和数量，雾滴的粒径和速度，以及加入风流进行三相介质耦合沉降的实验装置和方法的研究较少，总体上缺乏理论和实验依据。

综上所述，现有技术有待更进一步的改进和发展。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型提供的一种风流-雾滴-粉尘三相介质耦合沉降的实验装置，为风流-雾滴-粉尘三相介质耦合沉降提供试验数据，为降尘、控尘提供理论依据。

为解决上述技术问题，本实用新型方案包括：

一种用于风流-雾滴-粉尘三相介质耦合沉降的实验装置，其包括由有机玻璃制成的模拟管道，其中，该模拟管道一端设置有用于导入模拟风流的入风口，另一端设置有出风口，模拟管道靠近入风口处设置有粉尘发射器，模拟管道另一端设置有与粉尘发射器相向布置的水雾喷嘴，粉尘发射器产生的尘场随风流向出风口方向移动，水雾喷嘴产生的水雾向入风口方向喷射，水雾与尘场在模拟管道内形成耦合沉降区域，模拟管道在与耦合沉降区域对应处均匀布置有多个间隙，每个间隙形成激光检测区，模拟管道两侧分别设置有激光多普勒干涉仪，激光多普勒干涉仪能扫描对应的激光检测区；模拟管道与尘场对应处均匀布置有多个气压风速计，水雾喷嘴与出风口之间的模拟管道内均匀布置有多个PM2.5颗粒物采样器；激光多普勒干涉仪、气压风速计、PM2.5颗粒物采样器均与一数据处理器通信连接。

所述的实验装置，其中，上述入风口处设置有一压入式风机，压入式风机与入风口通过密封胶进行密封连接，压入式风机与一无极变频器电路连接。

所述的实验装置，其中，上述模拟管道的底部上均匀布置有多个通孔，多个通孔形成排水区域，模拟管道底部上铆接有U型排水槽，该U型排水槽与排水区域相对应；U型排水槽一端与一排水管相连通，该排水管上设置有一过滤器。

所述的实验装置，其中，模拟管道底部设置圆心角为90°-120°的圆弧状固定板，固定板底部上均匀布置有多个能调节高度的支撑柱，使模拟管道的倾斜角度在3°-5°之间。

所述的实验装置，其中，上述模拟管道内顶部设置有至少一根直线滑道，直线滑道上均匀布置有多个固定位，气压风速计、PM2.5颗粒物采样器均通过对应的固定杆设置在对应直线滑道上。

所述的实验装置，其中，上述水雾喷嘴与粉尘发射器均布置在模拟管道的中线上，水雾喷嘴通过高压泵与一储水箱相连通。

所述的实验装置，其中，上述激光多普勒干涉仪均配置有支架，支架包括一滑轨，滑轨的两端分别设置有三脚支撑架，激光多普勒干涉仪设置在对应的滑轨上，两个激光多普勒干涉仪保持同步移动。

所述的实验装置，其中，上述每个间隙上均设置有多个测点，自水雾喷嘴至粉尘发射器方向上，间隙上的测点数量逐步增加。