[发明专利]气泡帘多用途实验台装置及其实验方法

权利要求书

1.一种气泡帘多用途实验台装置，其特征在于，包括实验水池和气泡帘发生装置，所述实验水池为实验系统区域；

所述气泡帘发生装置包括空气压缩机和带孔不锈钢管，空气压缩机位于实验水池外部，带孔不锈钢管水平安装于实验水池内，其一端通过橡胶管与空气压缩机相连，另一端封闭，带孔不锈钢管产生的气泡帘将实验水池隔断为左侧A区以及右侧B区，空气压缩机后设置调压阀和流量控制器，分别用于调节空气的进口压力与流量；

所述实验水池外侧设有横向水流控制设备，用于创造横向的水流干扰，实验水池内侧安装有波浪制造装置，二者搭配用于模拟真实海洋环境；波浪制造装置内侧安装有第一隔板，通过第一隔板控制横向水流是否进入实验区域；

所述带孔不锈钢管左侧设置可移动的第二隔板，右侧设置可移动的第三隔板，分别用于调节A区和B区的实验区域大小；

所述实验水池相对两侧的外部分别设置LED背景灯与粒子图像测速仪器，二者配合使用，粒子图像测速仪器用于测量气泡的速度；

所述实验水池外部对应A区和B区的位置分别设置激光多普勒风速测量仪器和计算机辅助放射性粒子追踪仪器，激光多普勒风速测量仪器用于精准测量流体或者固体的流速，计算机辅助放射性粒子追踪仪器用于追踪气泡的运动轨迹；

所述实验水池的A区和B区内部均安装有污水浊度仪和爆破冲击波检测仪，其中，第二隔板与第三隔板的左右两侧各安装一组污水浊度仪和爆破冲击波检测仪，污水浊度仪用于检测水域内浊度值，爆破冲击波检测仪用于记录不同位置冲击波的强度大小；

所述实验水池顶部设置电导探针和电阻率成像设备，电导探针用于检测气泡的上升速度、气泡径向的平均直径及液相速度；电阻率成像设备用于分析某区域的含率分布；

所述实验水池内部沿高度方向设置多个压力传感器，用来检测不同高度的压力值。

2.根据权利要求1所述的气泡帘多用途实验台装置，其特征在于，还包括安装于所述带孔不锈钢管下方的高度调节装置，用于调节带孔不锈钢管上下移动。

3.根据权利要求1所述的气泡帘多用途实验台装置，其特征在于，所述实验水池的横截面为矩形，包括两个短侧壁和两个长侧壁；三块隔板平行于短侧壁设置，第二隔板与第三隔板沿着长侧壁移动。

4.根据权利要求1所述的气泡帘多用途实验台装置，其特征在于，所述A区内设有搅拌装置，用于模拟疏浚工程中悬浮物的含率及运动场景，更好地测试气泡帘系统的防污效率及失效机理。

5.根据权利要求1所述的气泡帘多用途实验台装置，其特征在于，所述实验水池底部设有抽水泵，用于清理实验台内部水，方便重新实验及改变实验工作状况。

6.根据权利要求1所述的气泡帘多用途实验台装置，其特征在于，所述第二隔板与第三隔板安装于机械横移装置上，机械横移装置安装于实验水池内侧壁上，并能沿内侧壁移动。

7.根据权利要求1所述的气泡帘多用途实验台装置，其特征在于，所述带孔不锈钢管上的孔口呈“一字型”分布在钢管上，孔口的直径控制在1-3mm，相邻孔间距设置为1-5mm。

8.根据权利要求1所述的气泡帘多用途实验台装置，其特征在于，所述带孔不锈钢管上每个孔口对应的位置分别套装一个环形薄片，环形薄片上开设与孔口大小相等的孔，通过旋转环形薄片实现各个孔口的打开或关闭。

9.根据权利要求1所述的气泡帘多用途实验台装置的实验方法，具体包括以下步骤：

S1、安装气泡帘发生装置，选择所需的辅助装置，测量仪器全部固定完毕；通过移动第二隔板与第三隔板调节合适的封闭区域大小，同时，确定横向水流控制设备和波浪装置是否需要开启，带孔不锈钢管的孔口数量根据需要开启；

S2、打开空气压缩机，将调压阀调节至需要的压力范围，选择合适的流量值开始多相流实验；

S3、通过多种仪器对气液固各相的参数进行测试及记录；

S4、完成实验，关闭空气压缩机。