专利名称：颗粒堆积物弥散度测量装置及测量方法
技术领域：
本发明涉及的是对颗粒堆积物流动性能进行评价装置，具体涉及的是在层流流态流体的冲击作用下的颗粒堆积物弥散度测量装置及测量方法。背景技术：
现有固体堆积物质的流动性能的测量设备主要应用在粉体的流动性测量，主要是测量粉体安息角的值，再根据这个参数值的大小评价粉体的流动能力。目前，还没有颗粒堆积物在流体介质中流动性能的测量设备。弥散度的具体概念是，颗粒堆积物在其他流体介质的冲击作用下的分散能力，使用弥散度数值的大小评价颗粒堆积物的流动能力。判断流体流动状态的参数叫雷诺数，民/I，P为流体密度，为流
体动力粘度，v为流场的速度，I为流场的特征长度。民>4000,流体为紊流流动， 2000 < ^ <4000 ,为过渡状态，Re <2000 ,流体为层流流动。通过调整流体的密度、粘度、
速度可以改变流体的流动状态。
发明内容
本发明的目的是提供颗粒堆积物弥散度测量装置，它用于解决现有技术无法对颗粒堆积物在流体介质中流动性能进行测量的问题，本发明的另一个目的是提供颗粒堆积物弥散度测量装置的测量方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是这种颗粒物弥散度测量装置有一个带有出入口的长方形测试容器，测试容器的出口与抽吸泵连接，测试容器有一个测试腔体， 测试腔体两端的腔体壁上布满细小的筛眼，测试腔体靠近出口的部位设置带有海绵充填物的隔筛，测试腔体与出口之间为缓冲腔，测试腔体与入口之间也有一个缓冲腔，测试腔体与入口相对的部位设置有两块挡板；测试容器底面是透明的，测试容器底面下部设置有激光扫描成像装置，测试容器上部带有不透明的遮光盖子，抽吸泵、激光扫描成像装置通过信号传输线连接到信号输出接头上。上述方案中测试容器长度广5米，测试腔体深度0. 2^0. 4米、宽度0. 6^0. 9米；挡板的高度0. 2 0. 4米、长度0. 2 0. 4米，两块挡板之间的宽度0. Γ0. 2米。上述方案中测试容器入口与储液箱连接，测试容器入口处安装调节阀，抽吸泵的出口连接另一个储液箱。上述方案中信号输出接头连接电脑。上述颗粒物弥散度测量装置的测量方法
一、暂时关闭测试容器入口，将测试容器内放满水，把颗粒物堆积在两块挡板之间，并规整成表面平整的规则矩形，测量堆积物高度H ；
二、打开测试容器入口，启动并调节抽吸泵抽吸速度，对密度为l.(Tl.2g/Cm3、动力粘度为5(T70 mPa-s的流体进行抽吸，使流体的流动速度达到0. 5^0. 8m/s，此时流体的流动状态为层流流态，盖上遮光盖子，对颗粒堆积物进行5-10分钟的冲击；由于流体的冲击作用，一部分颗粒物被流体冲出挡板处，这部分颗粒物沉淀在测试容器底面上，构成具有一定面积的图形形状，放出测试容器内流体；
三、使用激光扫描成像装置，将测试容器内颗粒物弥散形成的不规则形状扫描成像在电脑中，计算颗粒物弥散形状的面积S及从挡板处冲出的颗粒物体积V，将挡板内剩余的颗粒堆积物表面整平，测量高度值h，颗粒弥散度=(H_h)*(S/V)/H，电脑显示测量结果。有益效果
1、本发明能够对层流流体冲击作用下的颗粒堆积物分散能力进行测量，为颗粒物流动能力提供了一种评价方法。2、本发明在测试腔体内能够形成一个流体横截面上速度均勻分布的流场，并扫描颗粒堆积物经流体冲击后成形的平面弥散图形，为颗粒堆积物动态流动能力的评价提供了新的技术方法。四
图1为本发明的结构示意图； 图2为图1的剖视图； 图3为使用状态示意图。1测试容器2抽吸泵3测试腔体4隔筛5缓冲腔6挡板7盖子8激光扫描成像装置9储液箱10储液箱。五具体实施例方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明
结合图1、图2所示，这种颗粒物弥散度测量装置有一个测试容器1，测试容器1是带有出入口的长方形容器，长方形容器的出口与抽吸泵2连接，长方形容器有一个测试腔体3， 测试腔体3两端的腔体壁上布满细小的筛眼，测试腔体3靠近出口的部位设置带有海绵充填物的隔筛4，此隔筛4与测试腔体3壁之间形成缓冲腔5，测试腔体3与出口之间为缓冲腔5，测试腔体3与入口之间也有一个缓冲腔5 ；由于测试腔体3两端各有一个缓冲腔可以将流体进入测试容器1时两端的不均勻区分隔出去，使测试腔体3内形成稳定的均勻的流场，而测试腔体3出口由于有两个缓冲腔，可将抽吸泵2抽吸力量进行缓释，确保测试腔体 3形成一个稳定均勻的压降流场；测试腔体3与入口相对的部位设置有两块平行挡板6，两块挡板6之间用于堆积测试用的颗粒物，由于其与入口相通，当抽吸泵2抽吸流体时，流体对挡板6间的颗粒物进行冲击，使颗粒物向测试腔体3中分散；测试容器1底面是透明的， 测试容器1底面下部设置有激光扫描成像装置8，由此可扫描颗粒堆积物经流体冲击后成形的平面弥散图形；测试容器1上部带有不透明的遮光盖子7，盖子7可以起到密封作用， 抽吸泵2、激光扫描成像装置8通过信号传输线连接到信号采集传输卡，信号采集卡安装在电脑上。测试腔体3两端的腔体壁上布满细小的筛眼，能够均衡流体流动截面上流速分布；测试腔体3的隔筛可以阻止颗粒物流失。本发明的测试容器1长度Γ5米，测试腔体3高度0. 2 0. 4米、宽度0. 6 0. 9米， 盛放颗粒物的挡板6高0. 2 0. 4米、宽度0. Γ0. 2米、长度0. 2 0. 4米。弥散度是颗粒堆积物在其他流体介质的冲击作用下的分散能力，通过使用弥散度数值的大小评价颗粒堆积物的流动能力。本发明行颗粒物弥散度测量时，参阅图3所示，需要将盛装流体的储液箱9与测试
4容器1的入口连接，在入口处安装调节阀，把抽吸泵2的出口连接另一个储液箱10，通过抽吸泵2对箱体内的流体抽吸，对挡板6处的颗粒物进行冲击，得到颗粒物的弥散形状，进行分析处理，具体测量方法如下，
首先，制备测试所需流体，使流体密度在l.(Tl.2g/Cm3之间，流体的动力粘度在 30^70 mPa.S (毫帕秒)之间，将流体储存在储液箱9中；暂时关闭流体入口，向测试容器 1内放满水，将一定体积的颗粒物放在测试容器1内的两块挡板6间，把颗粒物表面处理平整，测量堆积物高度H ；打开测试容器1入口，启动并调节抽吸泵2抽吸速度，对密度为1. (Tl. 2g/cm3、动力粘度为5(T70 mFa-s的流体进行抽吸，使流体的流动速度达到 0. 5^0. 8m/s，此时流体的流动状态为层流流态，盖上遮光盖子7，对颗粒堆积物进行5_10分钟的冲击，经过5-10分钟的流体冲击后，一部分颗粒物向测试腔体3内弥散成不规则形状， 放出测试容器1内的流体；使用激光扫描成像装置8，将测试腔体3内颗粒物弥散形成的不规则的形状扫描成像在电脑中，计算颗粒物弥散形状的面积S及从挡板6处弥散出的颗粒的体积V，将挡板6间剩余的颗粒堆积物表面整平，测量高度值h，从而得到，颗粒弥散度 = (H-h)*(S/V) /H0 本发明颗粒物直径在2mm-5cm之间。
权利要求
1.一种颗粒物弥散度测量装置，其特征在于这种颗粒物弥散度测量装置有一个带有出入口的长方形测试容器(1 )，测试容器(1)的出口与抽吸泵(2)连接，测试容器(1)有一个测试腔体(3)，测试腔体(3)两端的腔体壁上布满细小的筛眼，测试腔体(3)靠近出口的部位设置带有海绵充填物的隔筛(4)，测试腔体(3)与出口之间为缓冲腔(5)，测试腔体(3) 与入口之间也有一个缓冲腔(5)，测试腔体(3)与入口相对的部位设置有两块挡板(6)；测试容器(1)底面是透明的，测试容器(1)底面下部设置有激光扫描成像装置(8)，测试容器 (1)上部带有不透明的遮光盖子(7)，抽吸泵(2)、激光扫描成像装置(8)通过信号传输线连接到信号输出接头上。
2.根据权利要求1所述的颗粒物弥散度测量装置，其特征在于所述的测试容器(1)长度Γ5米，测试腔体(3)深度0. 2 0. 4米、宽度0. 6 0. 9米；挡板(6)的高度0. 2 0. 4米、长度0. 2 0. 4米，两块挡板(6)之间的宽度0.广0. 2米。
3.根据权利要求2所述的颗粒物弥散度测量装置，其特征在于所述的测试容器(1)入口与储液箱(9)连接，测试容器(1)入口处安装调节阀，抽吸泵(2)的出口连接另一个储液箱(10)。
4.根据权利要求3所述的颗粒物弥散度测量装置，其特征在于所述的信号输出接头连接电脑。
5.一种权利要求1或2或3或4所述的颗粒物弥散度测量装置的测量方法，其特征在于其测量方法为，一、暂时关闭测试容器(1)入口，将测试容器(1)内放满水，把颗粒物堆积在两块挡板 (6)之间，并规整成表面平整的规则矩形，测量堆积物高度H ；二、打开测试容器(1)入口，启动并调节抽吸泵(2)抽吸速度，对密度为l.(Tl.2g/Cm3、 动力粘度为5(T70mPa ■ ε的流体进行抽吸，使流体的流动速度达到0. 5^0. 8m/s,此时流体的流动状态为层流流态，盖上遮光盖子(7)，对颗粒堆积物进行5-10分钟的冲击；由于流体的冲击作用，一部分颗粒物被流体冲出挡板(6)处，这部分颗粒物沉淀在测试容器(1)底面上，构成具有一定面积的图形形状，放出测试容器(1)内流体；三、使用激光扫描成像装置(8)，将测试容器(1)内颗粒物弥散形成的不规则形状扫描成像在电脑中，计算颗粒物弥散形状的面积S及从挡板(6)处冲出的颗粒物体积V，将挡板 (6)内剩余的颗粒堆积物表面整平，测量高度值h，颗粒弥散度=(H-h)*(S/V)/H，电脑显示测量结果。
全文摘要
本发明涉及的是颗粒堆积物弥散度测量装置及测量方法，其中的颗粒物弥散度测量装置有一个带有出入口的长方形测试容器，测试容器的出口与抽吸泵连接，测试容器有一个测试腔体，测试腔体两端的腔体壁上布满细小的筛眼，测试腔体靠近出口的部位设置带有海绵充填物的隔筛，测试腔体与出口之间为缓冲腔，测试腔体与入口之间也有一个缓冲腔，测试腔体与入口相对的部位设置有两块挡板；测试容器底面是透明的，测试容器底面下部设置有激光扫描成像装置，测试容器上部带有不透明的遮光盖子，抽吸泵、激光扫描成像装置通过信号传输线连接到信号输出接头上。本发明能够对层流流体冲击作用下的颗粒堆积物分散能力进行测量，为颗粒物流动能力提供了一种评价方法。
文档编号G01N11/00GK102353615SQ201110157369
公开日2012年2月15日 申请日期2011年6月13日 优先权日2011年6月13日
发明者张杨, 李玮, 毕雪亮, 王丽新, 闫铁 申请人:东北石油大学