[发明专利]一种超临界水颗粒物可视化测量实验装置和方法

权利要求书

1.一种使用超临界水颗粒物可视化测量实验装置进行观测颗粒物运动的方法，其特征在于，

所述方法包括以下步骤：

步骤1、将回路阀门打开，使闭合回路内部处于连通状态，启动预热段和加热段；

步骤2、启动冷却段；

步骤3、启动进料段；

步骤4、流体充满整个回路后，启动稳压段;

步骤5、观察实验现象，采集相关数据，结束后关闭总电源，并卸掉稳压段的压力；

该装置包括对管道中流体初步加热的预热段(2)、对管道中流体二次加热的加热段(3)、观测颗粒物的可视段、对管道内流体降温的冷却段、调节回路压力的稳压段和回路加水与颗粒物的进料段；

所述可视段包括显示器(41)、摄像机(42)、可视窗(43)、计算机(44)和射线发生器(45)；

其中，在加热段(3 )后的竖直管道部位开设相邻通孔，使用透明耐压材料封闭所述通孔后形成的透视窗口为可视窗(43)；

所述可视段还包括外侧设有铅保护层的可视窗基座(46)，其上下端和回路管道可拆卸密接，在其竖直面上相邻两侧设有光孔(461)；

所述进料段包括进料泵(71)以及并联的储料罐(72)和储水罐(73)，储料罐(72)内设置有多个填充有待加入回路颗粒物的装料柱(74)，装料柱(74)内的颗粒物和储水罐(73)内的液体通过进料泵(71)进入回路中；

在装料柱(74)上设有带有刻度的透明观测窗，透过该观测窗可以观测装料柱(74)内颗粒物的状态；

在装料柱(74)内中设有旋转叶轮(75)，以防止颗粒物阻塞进料泵(71)；

所述预热段(2)水平设置，加热段(3)竖直设置；预热段(2)和加热段(3)绕设于管道外周以电加热的方式进行加热；

预热段(2)和加热段(3)内部分段串联设置热电偶，外部包裹有保温材料，最外层包裹有隔热铝合金。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可视窗(43)中，靠近流体一侧为叠放的蓝宝石玻璃和石英玻璃，远离流体一侧设置有压板(462)，通过所述压板(462)将蓝宝石玻璃和石英玻璃与可视窗基座(46)的光孔(461)固定。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述稳压段包括，

两端分别连接稳压罐(64)和氮气罐(65)的增压泵(61)；

单独与增压泵(61)连接的压缩机(63)；

与管道回路连接的稳压罐(64)；

稳压罐(64)密闭，通过与氮气罐(65)配合调节回路内的压力。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述冷却段包括冷凝器(51)、冷却水箱(52)和给水泵(53)；

给水泵(53)抽取冷却水箱(52)中的冷却水通入冷凝器(51)中使其与管道内流体流向相反，冷却水在冷凝器(51)中和管道内的流体热交换，冷却水吸热后流出冷凝器(51)并回流至冷却水箱(52)中；

管道内的流体冷却后流回至预热段(2)。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在可视段一侧增加设置有蓄能器(463)的分支回路，以存储部分超临界流体和补充回路压力。