一种测量文丘里装置引射能力的系统及方法与流程

本发明涉及流体测量测试技术领域，特别涉及一种测量文丘里装置引射能力的系统和方法。

背景技术：

文丘里效应的原理是当流体流过较细的喷口时，流体流速加快，流体在喷口附近形成一个低压区，对周围的流体产生吸附作用。文丘里装置通过采用文丘里效应引射其他流体，在装置除尘、流体混合等领域均有广泛应用。

目前主要采用压力计和流量计对文丘里装置的引射能力进行测量，测量精度较差，并且无法测量文丘里装置混合段流体的混合程度，采用pdpa技术对文丘里流场进行测量的文献尚未见到。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种测量文丘里装置引射能力的系统和方法，以达到解决目前文丘里装置引射能力无法精确测量的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种测量文丘里装置引射能力的系统，包括动力装置、实验装置和测试装置，所述动力装置包括空气压缩机、高压烟雾发生器和喷管，所述实验装置包括文丘里装置，所述喷管朝向文丘里装置的入口，所述文丘里装置的出口处设置有接收探头和发射探头；所述测试装置包括与发射探头连接的激光发射装置，以及与接收探头连接的激光接收装置。

上述方案中，所述文丘里装置和喷管安装于位移装置上。

进一步的技术方案中，所述位移装置上设置有固定喷管的悬臂梁一、以及固定文丘里装置的悬臂梁二，所述悬臂梁二位于所述位移装置的水平滑轨上。

更进一步的技术方案中，所述喷管和文丘里装置之间连接有间距调节器。

上述方案中，所述空气压缩机和高压烟雾发生器之间连接有稳压罐。

上述方案中，所述激光发射装置包括激光器和分光器，所述激光器发出的激光经过分光器后，通过光纤与发射探头连接。

上述方案中，所述激光接收装置包括与所述接收探头通过光纤连接的光电转换器、处理器和计算机。

进一步的技术方案中，所述计算机通过位移控制器与所述位移装置连接。

更进一步的技术方案中，所述稳压罐和高压烟雾发生器之间的管路上设置压力表、流量计和控制阀，所述高压烟雾发生器和喷管之间的管路上设置热线风速仪。

上述方案中，所述文丘里装置的出口处设置有声级计。

一种测量文丘里装置引射能力的方法，采用上述的测量文丘里装置引射能力的系统，包括如下过程：

首先，确定喷管和文丘里装置之间的间距，然后开始测试；

测试时，经空气压缩机压缩后的空气与高压烟雾发生器产生的示踪粒子一起由喷管送入文丘里装置，然后从文丘里装置出口处排出；

由激光发射装置产生的激光进入发射探头，经发射探头出来的激光在文丘里装置出口处相交形成测量体，示踪粒子流经测量体时产生多普勒效应，折射或者反射的激光由接收探头接收后传递至激光接收装置，进行数据处理，计算文丘里装置的引射系数。

上述方案中，通过调整固定喷管和文丘里装置的位移装置来调整喷管和文丘里装置之间的距离。

上述方案中，经空气压缩机压缩后的空气先进入稳压罐，稳压后再与高压烟雾发生器产生的示踪粒子混合一起进入文丘里装置。

进一步的技术方案中，从稳压罐出来的空气由压力表测压力，由流量计测流量，经控制阀控制流速后与烟雾发生器产生的示踪粒子混合一起进入文丘里装置。

进一步的技术方案中，携带示踪粒子的气体经热线风速仪测速计量后进入喷管。

更进一步的技术方案中，所述位移装置由计算机通过位移控制器来调整位移装置的运动。

通过上述技术方案，本发明提供的测量文丘里装置引射能力的系统和方法基于相位多普勒粒子分析仪(pdpa)技术，可对文丘里装置的外部流场进行测量，计算引射系数，通过测量可对文丘里装置关键结构参数进行优化，提升文丘里装置的引射能力，解决目前文丘里装置引射能力无法精确测量的问题。

通过调整喷管和文丘里装置之间的距离、不同的工作压力、不同的文丘里装置结构等条件，对流场进行测量，可以测试不同工况下文丘里装置的引射系数，实验操作便捷，应用前景好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例所公开的一种测量文丘里装置引射能力的系统示意图；

图2为本发明实施例所公开的实验装置部分结构示意图。

图中，1、空气压缩机；2、稳压罐；3、压力表；4、流量计；5、控制阀；6、高压烟雾发生器；7、热线风速仪；8、喷管；9、间距调节器、10、文丘里装置；11、声级计；12、悬臂梁一；13、位移装置；14、激光器；15、分光器；16、位移控制器；17、光电转换器；18、处理器；19、光纤；20、计算机；21、接收探头；22、发射探头；23、悬臂梁二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明提供了一种测量文丘里装置引射能力的系统，如图1所示，该系统布局简单，实验操作方便，可以精确测量文丘里装置的引射能力。

如图1所示的测量文丘里装置引射能力的系统，包括动力装置、实验装置和测试装置，动力装置包括依次通过管路连接的空气压缩机1、稳压罐2、高压烟雾发生器6和喷管8，稳压罐2和高压烟雾发生器6之间的管路上设置压力表3、流量计4和控制阀5，高压烟雾发生器6和喷管8之间的管路上设置热线风速仪7。

实验装置包括文丘里装置10和位移装置13，喷管8朝向文丘里装置10的入口，文丘里装置10的出口处设置有接收探头21和发射探头22；如图2所示，位移装置13上设置有固定喷管8的悬臂梁一12、以及固定文丘里装置10的悬臂梁二23，悬臂梁二23位于位移装置13的水平滑轨上，通过调整悬臂梁二23在位移装置13上的位置，可以调节文丘里装置10和喷管8之间的距离，用于间距的粗调。

喷管8和文丘里装置10之间连接有间距调节器9，间距调节器9可以通过螺纹的旋进旋出，对喷管8和文丘里装置10之间的间距进行微调。

测试装置包括与发射探头22连接的激光发射装置，以及与接收探头21连接的激光接收装置。激光发射装置包括激光器14和分光器15，激光器14发出的激光经过分光器15后，通过光纤19与发射探头22连接。激光接收装置包括与接收探头21通过光纤19连接的光电转换器17、处理器18和计算机20。

本实施例中，计算机20通过位移控制器16与位移装置13连接，通过位移控制器16调节悬臂梁二23在水平滑轨上的位置，实现自动调整。

文丘里装置10的出口处设置有声级计11，对文丘里装置10出口处的噪声进行检测。

一种测量文丘里装置10引射能力的方法，采用上述的测量文丘里装置10引射能力的系统，包括如下过程：

首先，调节悬臂梁二23，对喷管8和文丘里装置10之间的间距进行粗调，然后通过旋转间距调节器9的调节螺母对喷管8和文丘里装置10之间的间距进行微调，确定喷管8和文丘里装置10之间的间距，然后开始测试；

测试时，经空气压缩机1压缩后的空气进入稳压罐2，经压力表3测压、流量计4计量后通过控制阀5流入测试系统管路，同时高压烟雾发生器6产生的示踪粒子由气体送入测试系统管路，携带示踪粒子的气体经热线风速仪7测速计量后进入喷管8，由喷管8喷出的气体携带一定空气经文丘里装置10后排空。

在测试过程中，采用pdpa系统对经过文丘里装置10放空的气体流动进行测量。由激光器14产生的激光经分光器15分成六束，经处理器处理后进入发射探头22，经发射探头22出来的激光在流场待测点相交形成测量体，示踪粒子流经测量体时产生多普勒效应，折射或者反射的激光由接收探头21接收后，经光纤19传递至光电转换器17转换成电信号，经处理器18处理后送至计算机20进行数据处理，计算文丘里装置出口处的流体的速度场和文丘里装置的引射系数。

根据动力系统的参数范围，对工作压力分别为0.3-0.6mpa、喷管8和文丘里装置10入口距离分别为3-15mm、不同文丘里装置10结构等条件下的流场进行测量，测试不同工况下文丘里装置10的引射系数。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。