[实用新型]一种垂直井筒中煤粉产出模拟实验装置

权利要求书

1.一种垂直井筒中煤粉产出模拟实验装置，其特征在于：它包括一个垂直模拟井筒，模拟井筒底部作为入口连接有为其提供恒定流速液体的供液系统、为其提供恒定流速气体的供气系统和为其提供可调压力的供压及稳压系统；模拟井筒的顶部作为出口连接有回收清理系统以及数据采集系统，所述的数据采集系统将模拟井筒两端压力、液体流动的速度、和流场以及流动现象统一采集到计算机终端进行处理，形成了一个综合的井筒多相流动模拟实验平台。

2.如权利要求1所述的垂直井筒中煤粉产出模拟实验装置，其特征在于：所述的供液系统包括封闭稳压罐(1)、节流阀(18)及液体流量计(15)，稳压罐(1)入口端经闸阀(21)与液源连接，稳压罐内气体的压力为常压状态的情况下，打开连接闸阀(21)向罐内添加液体；供压系统加压时，闸阀(21)处于关闭状态，稳压罐出口端液体在压力驱动下流经节流器(18)、液体流量计(15)向模拟井筒流动。

3.如权利要求1所述的垂直井筒中煤粉产出模拟实验装置，其特征在于：所述供气系统包括空压机(5)、分流器(16)、单向节流阀I(17)及气体流量计(14)，空压机(5)气体出口端气体经过分流器(16)分流，部分气体经过单向节流阀I(17)及气体流量计(14)流入支线路径，然后经主线路径流向模拟井筒，为模拟井筒提供恒定流速的气体。

4.如权利要求1所述的垂直井筒中煤粉产出模拟实验装置，其特征在于：所述供压及稳压系统主要包括空压机(5)、分流器(16)、稳压罐(1)以及压力表(11)；空压机(5)出口端气体流经分流器(16)，单向节流阀II(20)部分气体流向稳压罐(1)，气体在稳压罐(1)中压缩，形成驱动流体流动的压力。

5.如权利要求4所述的垂直井筒中煤粉产出模拟实验装置，其特征在于：所述的稳压罐的出口串联有一个节流阀(18)，通过节流阀(18)的调节控制稳压罐(1)驱动压力。

6.如权利要求1所述的垂直井筒中煤粉产出模拟实验装置，其特征在于：所述的数据采集系统包括数据采集器及计算机终端(4)以及与其相连的PIV粒子成像测速仪(21)、高速摄像仪(6)、压力测量传感器(8、10、19)、液体流量传感器(7)、气体流量传感器(9)；

所述的高速摄像仪(6)和PIV粒子成像测速仪(21)分别安装在模拟井筒的两侧，用于实时记录模拟井筒(2)流动的现象、流场分布，粒子和流体的运动速度；

所述的压力测量传感器(8、19)分别安装在模拟井筒的出口和入口，测量模拟井筒的压差，且所述的压力测量传感器(8、19)分别与压力表(12、13)相连；所述的压力测量传感器(10)用于测量稳压罐内的压力；

所述的液体流量传感器(7)用于测量稳压罐出口的液体的流量；所述的气体流量传感器(9)用于检测供气系统的单向节流阀出口的气体流量。

7.如权利要求1所述的垂直井筒中煤粉产出模拟实验装置，其特征在于：所述回收清理系统包括一个回收罐(3)，所述的回收罐(3)包括按照设定的顺序上下叠置起来的多层布筛网，且各层的各筛网目数不同，回收所得固体颗粒重复利用。

8.如权利要求8所述的垂直井筒中煤粉产出模拟实验装置，其特征在于：所述的回收罐(3)入口端通过管汇与模拟井筒(2)出口相连，流体进入到回收罐(3)，通过筛网层层过滤，固体颗粒依次滞留在不同的目筛网上，液体通过筛网，进入排液通道。

9.如权利要求8所述的垂直井筒中煤粉产出模拟实验装置，其特征在于：所述的模拟井筒为内径50mm、长6米的垂直放置的有机玻璃管，其顶端和底端处各设有固体颗粒加砂口。