[发明专利]一种在真空条件下微米级颗粒与不同表面碰撞的实验装置

说明书

一种在真空条件下微米级颗粒与不同表面碰撞的实验装置，属于细颗粒碰撞实验技术领域。该实验装置的真空实验舱采用透明结构，颗粒供给系统设置在上固定架上，碰撞平台通过固定底座设置在下固定支架上。颗粒供给系统包含依次连接的给料器、电动球阀、内管和外管，内管插入外管中并用紧固件固定，外管固定在上固定架上。高速摄像机、碰撞平台的上平面与光源设置在一条直线上。该实验装置结构简单，可实现微米级颗粒在真空条件下撞击不同材质平台，从而实现真空、消除外界影响因素情况下，进行微米级颗粒与不同表面撞击的实验研究工作，可有效的分析颗粒碰撞接触过程的受力分析及能量损失情况，为理论计算提供有效的支撑。

技术领域

本发明涉及一种在真空条件下微米级颗粒与不同表面碰撞的实验装置，属于细颗粒碰撞实验技术领域。

背景技术

细颗粒是环境中的重要物质，广泛存在于自然界和人类活动之中。细颗粒工程研究广泛应用于食品制造、生物制药、建筑材料等各个领域。细颗粒区别于粗大颗粒的主要特征在于颗粒重力和惯性效应的减弱，流动过程中更容易受到外界因素的影响，颗粒-宏观物体、颗粒-颗粒间以及颗粒-外界物理场间作用的相对增强，源于分子间范德华力的粘附力以其固有性成为了导致细颗粒特征物理过程和现象（包括粘附、团聚和沉积等）的最基础因素。

上面介绍了细颗粒在流动及碰撞过程中的影响因素，为消除外界因素对颗粒碰撞过程的影响，如气流、温度、湿度等对碰撞过程的影响，揭示碰撞接触过程的物理本质，从表征微颗粒间相互作用的力-位移关系式出发，研究细颗粒间相互作用机理，设计真空条件下微米级颗粒与不同表面碰撞的实验装置是分析颗粒碰撞接触动力学必须的实验手段。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种在真空条件下微米级颗粒与不同表面碰撞的实验装置。该实验装置应结构简单，可实现微米级颗粒在真空条件下撞击不同材质平台，从而实现真空、消除外界影响因素情况下，进行微米级颗粒与不同表面撞击的实验研究工作，可有效的分析颗粒碰撞接触过程的受力分析及能量损失情况，为理论计算提供有效的支撑。

本发明采用的技术方案是：一种在真空条件下微米级颗粒与不同表面碰撞的实验装置，它包括电源、真空实验舱和高速摄像系统，它还包括设置在真空实验舱中的颗粒供给系统和碰撞平台，所述真空实验舱采用透明结构，真空实验舱内设有一个采用多个支柱连接上固定架和下固定支架的固定支架，真空实验舱内腔通过管道连接真空泵和真空压力表；所述颗粒供给系统设置在上固定架上，碰撞平台通过固定底座设置在下固定支架上；所述颗粒供给系统包含依次连接的给料器、电动球阀、内管和外管，内管插入外管中并用紧固件固定，外管固定在上固定架上；所述高速摄像系统包含设置在真空实验舱外的高速摄像机和电脑以及真空实验舱中的光源，所述电源电连接真空实验舱中的电动球阀和光源；所述高速摄像机、碰撞平台的上平面与光源设置在一条直线上。

所述外管釆用一个螺母位于上固定架上方、另一个螺母位于上固定架下方把外管固定在上固定架上。

所述内管采用插入外管的长度来调节电动球阀与碰撞平台之间微米级颗粒在真空条件下的降落距离。

本发明的有益效果是：这种在真空条件下微米级颗粒与不同表面碰撞的实验装置包括电源、真空实验舱、高速摄像系统、颗粒供给系统和碰撞平台，真空实验舱采用透明结构，颗粒供给系统设置在上固定架上，碰撞平台通过固定底座设置在下固定支架上。颗粒供给系统包含依次连接的给料器、电动球阀、内管和外管，内管插入外管中并用紧固件固定，外管固定在上固定架上。高速摄像机、碰撞平台的上平面与光源设置在一条直线上。该实验装置结构简单，可实现微米级颗粒在真空条件下撞击不同材质平台，从而实现真空、消除外界影响因素情况下，进行微米级颗粒与不同表面撞击的实验研究工作，可有效的分析颗粒碰撞接触过程的受力分析及能量损失情况，为理论计算提供有效的支撑。

附图说明

图1是一种在真空条件下微米级颗粒与不同表面碰撞的实验装置结构示意图。