[实用新型]一种流动润湿条件下可视化气固冲蚀磨损试验装置

说明书

本实用新型公开了一种流动润湿条件下可视化气固冲蚀磨损试验装置，特点是包括气固冲蚀试验箱、供气系统、循环供水系统、颗粒进料及回收系统和控制系统，气固冲蚀试验箱包括侧通过合页连接的上部箱体和下部箱体，上部箱体的顶部通过法兰连接有若干个等间距分布的颗粒进料仓，上部箱体内的顶部设置有若干个与颗粒进料仓一一对应连通的收缩喷嘴，相邻的收缩喷嘴之间通过隔板隔开，上部箱体的上方设置有高速摄影仪；下部箱体内均布有若干个可调整旋转角度的被试件，下部箱体的开合侧设置有进水口，下部箱体的闭合侧设置有出水口，优点是气固冲蚀速度、被试件表面流体流速连续可调，且能针对多件试样开展持续性试验。

技术领域

本实用新型涉及气固冲蚀磨损试验装置，尤其是涉及一种流动润湿条件下可视化气固冲蚀磨损试验装置。

背景技术

在煤化工、石油化工、冶金、电力等诸多流程性工业领域中，普遍存在气固两相流。气固两相流的输送过程中，在气流的夹带和驱动下，固体颗粒会与管道或设备的内壁发生碰撞，从而导致冲蚀磨损。颗粒的持续冲蚀会导致管道或设备内表面的材料不断流失，进而引发管道壁厚减薄、泄漏、设备性能急剧下降、功能丧失等一系列严重后果，威胁装置的生产和运行安全。目前，针对气固两相流冲蚀磨损机理和规律，学术界和工程界已经开展大量理论和实验研究，但由于冲蚀条件各异、运行工况多变且颗粒、材质的物性各不相同，其冲蚀磨损机理仍有待于进一步探索。尤其是在流动润湿条件下的气固两相流冲蚀磨损，由于被冲蚀材料表面存在一定流速的液体，会显著改变冲蚀颗粒的冲击-反弹速度和角度，甚至影响壁面附近颗粒的聚集和破碎，其失效机理和规律更加复杂。

现有的超音速气固两相流冲刷磨损试验装置（CN201110258055.9），主要存在以下技术缺陷：1）试验装置采用激波管驱动方式，激波管出口的气流速度取决于铝膜的厚度，速度无法连续可调；2）通过更换铝膜的方式加载颗粒，拆卸繁琐，无法进行连续试验；3）每一次试验只能针对一种试件，试验时间较长；4）无法实现流动润湿条件的气固两相流冲蚀试验；因此，设计搭建流动润湿条件下可视化气固冲蚀磨损试验装置，并建立相对应的试验方法，具有重要的学术和工程应用价值。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种气固冲蚀速度、被试件表面流体流速连续可调，且能针对多件试样开展持续性试验的流动润湿条件下可视化气固冲蚀磨损试验装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种流动润湿条件下可视化气固冲蚀磨损试验装置，包括气固冲蚀试验箱、供气系统、循环供水系统、颗粒进料及回收系统和控制系统；

所述的气固冲蚀试验箱包括上部箱体和下部箱体，所述的上部箱体的一侧与所述的下部箱体的一侧通过合页连接，所述的上部箱体的顶部通过法兰连接有若干个等间距分布的颗粒进料仓，所述的上部箱体内的顶部设置有若干个与所述的颗粒进料仓一一对应连通的收缩喷嘴，相邻的所述的收缩喷嘴之间通过隔板隔开，所述的上部箱体的两侧分别设置有至少一个排气孔，所述的上部箱体的顶部设置有有机玻璃视窗，所述的有机玻璃视窗的上方设置有高速摄影仪；所述的下部箱体内均布有若干个可调整旋转角度的被试件，所述的被试件位于所述的收缩喷嘴的正下方且与所述的收缩喷嘴一一对应，所述的下部箱体的开合侧设置有进水口，所述的下部箱体的闭合侧设置有出水口；

所述的供气系统用于提供所述的气固冲蚀试验箱内的气源，并控制所述的气固冲蚀试验箱的进口压力，所述的供气系统与所述的颗粒进料仓连通；

所述的循环供水系统用于提供所述的气固冲蚀试验箱内的水源，并实现水的循环流动；同时，用于控制所述的被试件表面的流体流速；所述的循环供水系统分别与所述的进水口和所述的出水口连通；

所述的颗粒进料及回收系统用于控制颗粒的进料速率，同时回收冲蚀后的颗粒；所述的颗粒进料及回收系统与所述的颗粒进料仓连通；

所述的控制系统用于控制所述的气固冲蚀试验箱中气固两相流冲蚀的频率和次数。