用于高速远程滑坡裹气流化研究的流化装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种能够实现不同部位碎屑颗粒流化特性定量化研究的用于高速远程滑坡裹气流化研究的流化装置。该流化装置包括风机、流化床，流化床下方设置有气室，所述气室与流化床之间设置有布风板，所述布风板上设置有多个气孔，所述风机与气室通过输风管相连，所述流化床的下端设置有多个测压装置。在流化床的下端设置多个测压装置，可以获取不同区段上碎屑颗粒内部的床层压降，从而运用相邻两测压点间的压差，求取相应区段内颗粒的平均浓度，来定量化分析不同高度上碎屑颗粒受气流的影响，实现不同部位碎屑颗粒流化特性的定量化研究，为高速远程滑坡动力学特性的进一步研究提供重要物理力学参数，适合在试验设备领域推广应用。
【专利说明】用于高速远程滑坡裹气流化研究的流化装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及试验设备领域，具体涉及一种用于高速远程滑坡裹气流化研究的流化装置。
【背景技术】
[0002]流化装置作为一种重要设备，已在化工生产、煤炭气化及燃烧、选矿、食品加工、废物处理等领域中得到了广泛应用，具有极好的工业前景。而流化床试验作为研究固体颗粒在气体作用下流化特性的重要手段，其研究成果很好地指导了上述领域中流化装置的合理性应用，为社会带来了巨大的经济效益。然而，在高速远程滑坡裹气流化特性的研究中，由于其运动碎屑物质组成的特殊性，流化床试验手段至今未能成功地应用于高速远程滑坡裹气流化特性的研究中，唯一可借鉴的是二十世纪八十年代，国外学者c.J.N.Wilson用类似装置研究火山-碎屑流内部高温高压气体对火山碎屑运动特性影响的成果(Wilson, 1980)。不同于火山碎屑流中高温高压气体的来源，高速远程滑坡运动过程中，内部高压气体主要来源于高速运动滑体对前方压缩气体的裹入，从而引起高速运动的滑体在裹入气体的作用下产生流化现象，形成一系列流态化堆积地貌。近年来，尤其是2008年汶川地震之后，国内外相继发生了大量高速远程滑坡实例，将高速远程滑坡的研究再次推向高潮，而由大量滑坡实例的现场考察可见高速远程滑坡运动过程中裹入气流的作用是一个不可忽视的重要影响因素，其对高速远程滑坡的运动有着极大影响。现有的流化装置因其多是针对化工等研究领域设计而成，不能实现不同部位碎屑颗粒流化特性的定量化研究，无法为高速远程滑坡动力学特性的进一步研究提供重要物理力学参数。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够实现不同部位碎屑颗粒流化特性定量化研究的用于高速远程滑坡裹气流化研究的流化装置。
[0004]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是:该用于高速远程滑坡裹气流化研究的流化装置，包括风机、流化床，流化床下方设置有气室，所述气室与流化床之间设置有布风板，所述布风板上设置有多个气孔，所述风机与气室通过输风管相连，所述流化床的下端设置有多个测压装置。
[0005]进一步的是，所述测压装置为U型测压管。
[0006]进一步的是，采用内直径为170mm、壁厚为5mm、高300mm的筒体结构作为流化床。
[0007]进一步的是，所述布风板的开孔率为6.15%，布风板上的气孔以正三角形方式排列，并且布风板的中心与正三角形的中心重合。
[0008]进一步的是,所述气孔直径为1.5mm,相邻两气孔圆心之间的距离为6mm。
[0009]进一步的是，所述气室的进风口设置在气室侧壁的中部。
[0010]进一步的是，所述输风管上设置有转子流量计。
[0011]进一步的是，所述风机上设置有消音管。[0012]进ー步的是，所述风机采用2EB1320-7HA31单相高压风机。
[0013]本实用新型的有益效果:通过在流化床的下端设置多个测压装置，可以获取不同区段上碎屑颗粒内部的床层压降，从而运用相邻两测压点间的压差，求取相应区段内颗粒的平均浓度，来定量化分析不同高度上碎屑颗粒受气流的影响，实现不同部位碎屑颗粒流化特性的定量化研究，为高速远程滑坡动力学特性的进ー步研究提供重要物理力学參数，对于进一歩掌握高速远程滑坡动力学机理具有潜在的巨大推动力。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型用于高速远程滑坡裹气流化研究的流化装置的结构示意图；
[0015]图2是本实用新型布风板的平面结构示意图；
[0016]附图标记说明:风机1、流化床2、气室3、布风板4、气孔5、输风管6、测压装置7、转子流量计8。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进ー步的说明。
[0018]如图1、2所示，该用于高速远程滑坡裹气流化研究的流化装置，包括风机1、流化床2，流化床2下方设置有气室3，所述气室3与流化床2之间设置有布风板4，所述布风板4上设置有多个气孔5，所述风机I与气室3通过输风管6相连，所述流化床2的下端设置有多个测压装置7。该用于高速远程滑坡裹气流化研究的流化装置的工作过程如下:首先，将需要进行试验的试验件放入流化床2内，然后启动风机1，高压的气流顺着输风管6进入气室3，然后经过布风板4后吹入流化床2内对试验件进行流化试验。在整个试验过程中，通过在流化床2的下端设置多个测压装置7，可以获取不同区段上碎屑颗粒内部的床层压降，从而运用相邻两测压点间的压差，求取相应区段内颗粒的平均浓度，来定量化分析不同高度上碎屑颗粒受气流的影响，实现不同部位碎屑颗粒流化特性的定量化研究，为高速远程滑坡动力学特性的进ー步研究提供重要物理力学參数，对于进一歩掌握高速远程滑坡动力学机理具有潜在的巨大推动カ。
[0019]在上述实施方式中，所述测压装置7可以采用现有的测压设备，作为优选的方式是:所述测压装置7为U型测压管，U型测压管操作简单，测量结果精确度高，而且成本较低。
[0020]所述流化床2的结构可以根据实际的试验情况和条件而定，通常情况下，在满足尺寸效应的基础上，运用流化床2临界流化速度、床层压降等经验公式，对不同碎屑堆积厚度下，使颗粒发生流化所需供风量、床层总压降、管路总压降等进行了理论计算，并以计算结果为參考，最终选择采用内直径为170mm、壁厚为5mm、高300mm的筒体结构作为流化床2。
[0021]为了模拟高速远程滑坡的裹气流化特点，所述布风板4的开孔率为6.15%，布风板4上的气孔5以正三角形方式排列，并且布风板4的中心与正三角形的中心重合。进ー步的是，所述气孔5直径为1.5mm,相邻两气孔5圆心之间的距离为6mm。
[0022]另外，将气室3的进风ロ设置在气室3侧壁的中部，当气流自进风ロ进入气室3后，其流向是与布风板4平行的，从而避免了气流从气室3底部进入时直接冲向布风板4，而引起流化床2内气流分布极不均匀的现象，起到了缓冲气流的作用；而且将气室3的进风口设于气室3侧面的中间位置，与设于侧面下端或上端相比，在一定程度上控制了气室3近进风口侧与远进风口侧的气流密度差异，使得流化床2底部气流的不均匀性控制在一定范围内，以模拟高速远程滑坡运动过程中气流分布不均匀特点。
[0023]为了便于观察碎屑运动的规律，所述输风管6上设置有转子流量计8，结合高速远程滑坡实例的现场调查情况知，高速远程滑坡裹气流化运动过程应属于固定床阶段或初始流化阶段，故获取低气流量下床层内压降随供气量的变化情况是十分必要的，而按理论计算知所需试验的试样进入流化状态的最大供风量约为120m3/h，所述转子流量计8优选LZB-25 (测量范围1.6-16m3/h)和LZB-50 (16_160m3/h)两款不同测量范围的转子流量计8，从而实现流量从零增至120m3/h变化过程中。
[0024]为了避免风机I噪音的干扰，保证工作环境的安静，所述风机I的出风口处设置有
消音管。
[0025]另外，由于试验件堆积体内部颗粒间的摩擦、咬合作用较强，堆积体整体稳定性较好，流化所需压降值较高，因此，在满足风量要求的情况下，风机I可提供的最大压降是本试验选择风机I的重要参考，所以，所述风机I优选为2EB1320-7HA31单相高压风机1，2EB1320-7HA31单相高压风机1，输出功率为1.lkW，可提供最大压力为28kPa，满足了本实验中对压降较高的考虑。
【权利要求】
1.用于高速远程滑坡裹气流化研究的流化装置，包括风机(I)、流化床(2)，流化床(2)下方设置有气室(3)，所述气室(3)与流化床(2)之间设置有布风板(4)，所述布风板(4)上设置有多个气孔(5)，所述风机(I)与气室(3)通过输风管(6)相连，其特征在于:所述流化床(2)的下端设置有多个测压装置(7)。
2.如权利要求1所述的用于高速远程滑坡裹气流化研究的流化装置，其特征在于:所述测压装置(7)为U型测压管。
3.如权利要求2所述的用于高速远程滑坡裹气流化研究的流化装置，其特征在于:采用内直径为170臟、壁厚为5mm、高300mm的筒体结构作为流化床(2)。
4.根据权利要求1至3中任意一项权利要求所述的用于高速远程滑坡裹气流化研究的流化装置，其特征在于:所述布风板(4)的开孔率为6.15%，布风板(4)上的气孔(5)以正三角形方式排列，并且布风板(4)的中心与正三角形的中心重合。
5.如权利要求4所述的用于高速远程滑坡裹气流化研究的流化装置，其特征在于:所述气孔(5)直径为1.5mm,相邻两气孔(5)圆心之间的距离为6mm。
6.如权利要求5所述的用于高速远程滑坡裹气流化研究的流化装置，其特征在于:所述气室(3)的进风ロ设置在气室(3)侧壁的中部。
7.如权利要求6所述的用于高速远程滑坡裹气流化研究的流化装置，其特征在于:所述输风管(6 )上设置有转子流量计(8 )。
8.如权利要求7所述的用于高速远程滑坡裹气流化研究的流化装置，其特征在于:所述风机(I)上设置有消音管。
9.如权利要求8所述的用于高速远程滑坡裹气流化研究的流化装置，其特征在于:所述风机(I)采用2EB1320-7HA31单相高压风机(I)。
【文档编号】B01J8/24GK203379874SQ201320491644
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年8月13日 优先权日:2013年8月13日
【发明者】王玉峰, 程谦恭, 仲昱全, 罗中旭 申请人:西南交通大学