仿生型液体分布器及其实验装置与方法
【技术领域】
[0001]本发明属于填料布液技术领域，涉及一种具有仿生结构的布液孔装置，特别是一种仿生型液体分布器及其实验装置与方法。
【背景技术】
[0002]液体分布器广泛应用在填料工艺中，它可以提高填料的效率，均匀的把液体分布在填料层顶部。液体初始分布的质量不仅影响着填料的传质效率，而且还会对填料的操作弹性产生影响。
[0003]液体分布器广泛应用在食品、医药、除湿、化工等领域，功能是将液体均匀的分布在填料上，形成均匀液膜。孔是液体分布器进行分布液体的主要因素。孔口的堵塞会恶化液体分布，甚至破坏正常工作。
[0004]因此，需要提供一种新的技术方案来解决上述问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种通过仿生学改进布液孔的结构，以优化布液效率与效果的仿生型液体分布器及其实验装置与方法。
[0006]本发明的目的可通过下列技术方案来实现:仿生型液体分布器，包括布液盒体，所述布液盒体的侧部设置进液管，所述布液盒体的底部开通若干布液孔，若干布液孔呈均匀的矩阵排布，所述布液孔的入口直径大于出口直径，所述布液孔的入口直径为2.5mm至4mm，出口直径为Imm至2.5mm。
[0007]本仿生型液体分布器为矩形壳体，进液管可以设置成多个，这些进液管可以设置在布液盒体的同一侧面上，也可设置在不同侧面上。该布液孔的形状是对蚯蚓背部的生理孔进行仿生，并进一步在该结构上进行改进，使布液孔具有减阻脱附的特性，有利于液体的流出，从而提高了布液效率，更加适合填料布液操作。
[0008]在上述的仿生型液体分布器中，所述布液孔为倒置的圆锥孔，所述圆锥孔的锥度是60°至70°。该圆锥孔为最接近蚯蚓背孔的结构形态，倒置状态使其位于上端的进口大于位于下端的出口，并配合适当的锥度范围，其中最佳锥度是63.4°，达到最优的减阻脱附特性，即圆锥孔达到最高的布液效率与效果，是最佳方案。
[0009]在上述的仿生型液体分布器中，所述布液孔为倒角孔，所述倒角孔具有上部的倒角部和下部的直孔部，所述倒角部的顶口直径大于底口直径。
[0010]在上述的仿生型液体分布器中，所述布液孔为阶梯孔，所述阶梯孔至少具有一级阶梯。
[0011]仿生型液体分布器的实验装置，包括储液箱，所述储液箱连接管路，所述管路上顺次串接粗过滤器、泵、二位三通阀、流量计和阀门，所述二位三通阀与流量计之间设置溢流支路，所述溢流支路上串接溢流阀，所述管路的末端连接上述布液盒体，所述布液盒体的底部开通若干布液孔，所述布液孔的入口直径大于出口直径，所述布液孔的下方设置量筒和集液箱，所述集液箱与储液箱相连通。
[0012]在上述的仿生型液体分布器的实验装置中，所述布液盒体的下方设置若干量筒，若干量筒一一对正不同位置的布液孔。
[0013]仿生型液体分布器实验装置的实验方法，包括以下步骤:
[0014]I)开启泵，将二位三通阀置于左位；
[0015]2)调节阀门的开启度大小；
[0016]3)记录流量计所显示的流量读数；
[0017]4)用手持式流量计测量布液器入口的流量；
[0018]5)液体分布器上安装有液位传感器，测量液位高度；
[0019]6)确定多个布液孔流量测点；
[0020]7)用手持式流量计测量测点处多个布液孔出口的流量；
[0021]8)用多个量筒收集测点处的多个布液孔出口流出的液体，经过单位时间，读取并记录各个量筒内的数值，计算出液孔的液体流量；
[0022]9)重复步骤2)，改变流量大小，再进行实验，记录相关数据。
[0023]本仿生型液体分布器实验装置的实验方法，通过测量不同位置的布液孔的流量，利用公式计算得到液体分布器的均匀度大小。同时还可以用来测量同一位置不同结构的布液孔的流量，以此对比仿生型液体分布器和普通型液体分布器的布液效率。利用本装置还可以测试布液器液位高度对布液效率的影响。
[0024]在上述的仿生型液体分布器实验装置的实验方法中，收集并测验多个布液孔的出液量，其中多个布液孔测点的位置是随机选择的。
[0025]在上述的仿生型液体分布器实验装置的实验方法中，所测验布液孔的数量至少为三个。测验布液孔的数量越多，越有利于对各类布液孔的出液效率及均匀度进行数据分析。
[0026]与现有技术相比，本仿生型液体分布器通过对生物的生理孔进行仿生改进，使布液孔具有减阻脱附的特性，有利于液体的流出，从而提高了布液效率，优化了布液的均匀效果，更加适合填料布液操作。另外通过对应的实验装置与方法进行具体数据的得出与分析，进一步验证仿生型的优越特点，并为多项研宄提供了参考与拓展。
【附图说明】
[0027]图1是本仿生型液体分布器的立体结构示意图。
[0028]图2是本仿生型液体分布器中布液孔的方案一示意图。
[0029]图3是本仿生型液体分布器中布液孔的方案二示意图。
[0030]图4是本仿生型液体分布器中布液孔的方案三示意图。
[0031]图5是本仿生型液体分布器实验装置的结构示意图。
[0032]图中，1、粗过滤器；2、储液箱；3、泵；4、二位三通阀；5、溢流阀；6、流量计；7、阀门；8A、进口流量测点；8B、8C、8D、布液孔流量测点；8E、液位高度测点；9、布液盒体；9a、布液孔；9al、圆锥孔；9a2、倒角孔；9a3、阶梯孔；％、进液管;10、量筒;11、集液箱；12、电机。
【具体实施方式】
[0033]以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
[0034]如图1所示，本仿生型液体分布器包括布液盒体9，该布液盒体9为矩形壳体。布液盒体9的侧部设置进液管％，进液管9b可以设置成多个，这些进液管9b可以设置在布液盒体9的同一侧面上，也可设置在不同侧面上。布液盒体9的底部开通若干布液孔9a，若干布液孔9a呈均匀的矩阵排布，布液孔9a的入口直径大于出口直径。布液孔的入口直径范围是2.5mm至4mm，出口直径范围是Imm至2.5mm。该布液孔9a的形状是对艇顿背部的生理孔进行仿生，并进一步在该结构上进行改进，使布液孔9a具有减阻脱附的特性，有利于液体的流出。
[0035]布液孔9a的结构设计为多种方案:
[0036]如图2所示，方案一，布液孔9a为倒置的圆锥孔9al，圆锥孔9al的锥度是60°至70°。该圆锥孔9al为最近接蚯蚓背孔的结构形态，倒置状态使其位于上端的进口大于位于下端的出口，并配合适当的锥度范围，其中最佳锥度是63.4°，达到最优的减阻脱附特性，即圆锥孔9al达到最高的布液效率与效果，是最佳方案。
[0037]如图3所示，方案二，布液孔