[发明专利]一种青瓷窑炉内部流场模拟可视化装置

权利要求书

1.一种青瓷窑炉内部流场模拟可视化装置，其特征在于：该青瓷窑炉内部流场模拟可视化装置包括：

缩比模型主体，所述缩比模型主体包括模型壳体（1）和底板（3），所述模型壳体（1）设有朝向于所述模型壳体（1）的竖向方向的模拟烟气进口（4）和朝向于所述模型壳体（1）的横向方向的模拟烟气出口（10），模型壳体（1）至少具有一个沿所述模型壳体（1）的横向方向延伸的透明侧壁，模型壳体（1）内部具有内腔，模型壳体（1）底部具有开口，所述底板（3）可拆卸的固定连接于模型壳体（1）底部并封堵模型壳体（1）底部的开口，所述模拟烟气进口（4）设于模型壳体（1）底部，模拟烟气进口（4）设有多个，模拟烟气进口（4）对称分布于模型壳体（1）底部的开口两侧；

烟气模拟组件，所述烟气模拟组件包括用于产生空气气流的风机（9）、用于产生示踪粒子的示踪粒子发生器（6），以及用于输送及混合所述空气气流和所述示踪粒子而形成模拟烟气的气流管路，所述风机（9）和示踪粒子发生器（6）分别连接气流管路并通过气流管路连通于模拟烟气进口（4），所述示踪粒子发生器（6）设有皮托管，所述示踪粒子为水雾、可燃物燃烧后的细颗粒物或上述两种物质的混合物，所述水雾由干冰升华、水升温蒸发或水超声雾化获得；

激光示踪组件，所述激光示踪组件包括用于产生激光的激光发生器（11）和用于至少部分改变激光光路的棱镜（12），所述激光发生器（11）设于模型壳体（1）的内腔顶部壁面并相对于模拟烟气进口（4），所述棱镜（12）设于模型壳体（1）的内腔侧部壁面，棱镜（12）的至少一部分位于激光发生器（11）产生的激光初始光路上，所述激光发生器（11）产生的激光波长为450nm~532nm，所述激光发生器（11）设有多个，所述棱镜（12）设有多组，每个激光发生器（11）对应于一组棱镜（12），每组中的棱镜（12）沿着所对应的激光发生器（11）产生的激光初始光路均匀间隔设置，相对组别的棱镜（12）分别位于模型壳体（1）内腔的两侧壁面且呈交错布局，其中，位于同侧的每组棱镜（12）中，最底部的一个棱镜（12）到模型壳体（1）底面的最短距离为模型壳体（1）高度的0.35倍，棱镜（12）间距为模型壳体（1）高度的0.23倍，而另一侧的另一组棱镜（12）中，最底部的一个棱镜（12）到模型壳体（1）底面的最短距离为模型壳体（1）高度的0.23倍，棱镜（12）间距为模型壳体（1）高度的0.23倍。

2.根据权利要求1所述的一种青瓷窑炉内部流场模拟可视化装置，其特征在于：所述模拟烟气进口（4）的截面积采用如下的斯林-纽拜法公式计算得出：

，式中，为模拟烟气进口的截面积，为青瓷窑炉烟气进口的截面积，为模拟烟气进口的气流密度，为青瓷窑炉特征温度下的烟气密度，为缩比模型主体相对于青瓷窑炉原型的缩小比例。

3.根据权利要求1所述的一种青瓷窑炉内部流场模拟可视化装置，其特征在于：所述缩比模型主体还包括若干窑架（2），所述窑架（2）可拆卸的固定连接于底板（3），所述底板（3）设有若干用于连接窑架（2）的贯通孔（21）。

4.根据权利要求3所述的一种青瓷窑炉内部流场模拟可视化装置，其特征在于：所述模型壳体（1）为长宽比范围1.5~3、宽高比范围1~1.5的长方形体，所述底板（3）宽度与模型壳体（1）底面宽度的比值为1/4~1/3，所述窑架（2）间隔设置，窑架（2）间距与窑架（2）直径的比值为2~3，窑架（2）高度与模型壳体（1）的高度比值为0.7~0.9。

5.根据权利要求1所述的一种青瓷窑炉内部流场模拟可视化装置，其特征在于：所述气流管路包括空气气流管路、示踪粒子管路（16）和气流混合管路（17），所述空气气流管路连通风机（9）和气流混合管路（17），所述示踪粒子管路（16）连通示踪粒子发生器（6）和气流混合管路（17），所述气流混合管路（17）将空气气流管路和示踪粒子管路（16）连通于模拟烟气进口（4），气流混合管路（17）上设有阀门和流量计。

6.根据权利要求1所述的一种青瓷窑炉内部流场模拟可视化装置，其特征在于：所述气流管路与模拟烟气进口（4）的连接端设有喷口，所述喷口朝向于模拟烟气进口（4）的方向，所述喷口为直径渐缩状。