[发明专利]槽道泡状流改进型加气装置

说明书

本发明涉及一种槽道泡状流改进型加气装置，使用时可根据实际研究工况所需气泡的大小灵活选择加气方式和出气孔片，其包括电解加气装置和微孔加气装置；其中，电解加气装置包括两块电解板、导线、直流电源、密封垫、夹板和固定装置，微孔加气装置包括加气槽、微孔板、槽盖、压力计、压力控制器和空气压缩机组成，加气槽底部具有槽孔，微孔板上开有微孔，槽孔和微孔沿流动方向呈正三角形排列且槽孔和微孔的孔壁均有一个斜度；使用时，可选用电解加气装置来产生微气泡，微孔加气装置来产生中等尺度气泡，并能根据具体所需气泡的直径更换微孔板。本发明不同于常规槽道加气方式，使用灵活方便，能产生不同尺度的气泡，并能有效控制气泡的均匀程度。

技术领域

本发明涉及涉及流体力学多相流气泡生成技术领域，特别涉及一种槽道泡状流改进型加气装置。

背景技术

生成均一、稳定的气泡群以及控制气泡群中气泡的尺寸是研究气泡动力学的基础，对定性乃至定量研究气液两相流中气泡的水动力学行为具有重要意义。尽管目前实验研究中的加气方式有很多，比如微孔法、电解法、针孔法、空化法、低功率法、加压容器法，但微孔法、电解法和针孔法使用得较多且技术也相对比较成熟。

对于传统的微孔法，主要有单孔和多孔两种：对于单孔加气，虽然可以产生大小均一、稳定的气泡，但生产的气泡量较少；对于多孔加气，由于气泡易在出气孔处发生合并，故很难均一、稳定地产生所需尺寸的气泡。对于电解法，其主要是用于生成直径小于0.1毫米的微气泡，较难产生直径大于1毫米的中等尺度气泡；而对于针孔法，由于是将气管直接插入液体中，会破坏流域内的流形，故一般用于静止的工况，不用于流动的工况。

因此，根据实际研究工况的需要，生成均一、稳定的气泡群以及控制气泡群中气泡的尺寸对气泡在流域中的动力学研究非常重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服传统加气装置无法产生均一、稳定的气泡群，以及无法通过调节使其既能产生微气泡群也能产生中等尺度气泡群，本发明提供一种槽道泡状流改进型加气装置，适用于根据实际研究工况的需要，选择加气类型或合适微孔尺寸的微孔板，并产生均一、稳定的不同直径的气泡群。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种槽道泡状流改进型加气装置，包括槽道系统、加气装置和管路系统，所述的槽道系统包括槽道，所述槽道具有进水口和出水口，所述的加气装置安装在槽道进水口附近，且加气装置包括微孔加气装置和电解加气装置。

所述的电解加气装置包括电解板、导线、直流电源、密封垫、夹板和夹具；所述的槽道具有塞入口，所述的电解板从槽道法向壁面的塞入口塞入槽道内，塞入口与密封垫、夹板和夹具相连；所述导线一端与电解板相连，导线另一端穿过密封垫和夹板后，与直流电源相连。

为了确保不影响流形，电解板的一面嵌入槽道内，另一面与槽道内壁面严格成一直线。

所述的微孔加气装置包括加气槽、微孔板、槽盖、通气管、压力计、压力控制器和空气压缩机；所述的加气槽从槽道壁面嵌入并固定，加气槽底部开有槽孔，槽孔上方盖有微孔板；加气槽上部与槽盖相连，槽盖上接有通气管，通气管上先后连接所述的压力计、压力控制器和空气压缩机。

所述的槽道包括竖直槽道和水平槽道，对于水平槽道，微孔加气装置装于水平槽道的上壁面，电解加气装置装于水平槽道的下壁面。

所述的管路系统包括管道、法兰、进水箱、出水箱和大水箱，进水箱与槽道进水口相连，出水箱与槽道出水口相连，工作时，液体从大水箱通过离心泵经管道、进水箱、槽道、出水箱、管道，最后回到大水箱，形成循环回路。

管道中，流回大水箱的那段水平管道向下倾斜3°至5°。

导线一端通过锡焊固定在电解板上，另一端穿过密封垫和夹板与直流电源连接；夹板上穿过导线的开孔周围涂有硅胶密封胶。