一種高溫懸滴法接觸角測定裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高溫懸滴法接觸角測定裝置，包括一高溫電爐，置于一高溫熔塊爐下，高溫電爐通過絕熱隔層與高溫熔塊爐相連；高溫熔塊爐內(nèi)設(shè)硅碳棒，硅碳棒內(nèi)部設(shè)有剛玉管，剛玉管內(nèi)裝熔料，剛玉管的底部設(shè)出口，剛玉管內(nèi)設(shè)有可堵住出口的剛玉棒；絕熱隔層開設(shè)開口，高溫電爐上在絕熱隔層的開口下方設(shè)開口，高溫電爐內(nèi)設(shè)硅鉬棒，硅鉬棒的內(nèi)部設(shè)一樣片支架，樣片支架上放置試樣鋼片；剛玉管的出口、絕熱隔層的開口、高溫電爐的開口以及試樣鋼片保持在一條垂直線上，高溫電爐還設(shè)觀火口，觀火口外部正對CCD攝像頭，CCD攝像頭與計算機相連。模擬電站鍋爐中熔融灰粒在受熱面上沉積的過程，通過接觸角的實時記錄來研究受熱面結(jié)渣問題。
【專利說明】
一種高溫懸滴法接觸角測定裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及接觸角測量，具體的說是一種模擬電站鍋爐中受熱面結(jié)渣過程的高溫懸滴法接觸角測定裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著近年來國家對鍋爐氮氧化物污染物排放標準的日趨嚴格，低氮燃燒技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。但是由于該技術(shù)采用了空氣分級燃燒技術(shù)，在爐膛局部區(qū)域?qū)崿F(xiàn)低氧燃燒，導(dǎo)致該區(qū)域的受熱面易于產(chǎn)生還原性氣氛，導(dǎo)致灰熔點下降，熔融灰粒在管壁上的沉積導(dǎo)致結(jié)渣問題的產(chǎn)生，給電廠造成較大的經(jīng)濟損失。
[0003]采用研究熔融液滴在試樣鋼片上沉積過程的接觸角變化是減少和控制結(jié)渣產(chǎn)生的重要方法。受熱面的結(jié)渣情況可由粘附特性來表現(xiàn)，而接觸角恰恰是衡量熔融液滴在試樣鋼片表面的粘附特性的重要參數(shù)。
[0004]懸滴法是測定液滴接觸角的方法之一。目前的懸滴法接觸角測定儀在測定接觸角時，液滴和試樣片都保持在相同的實驗溫度下。由于熔融灰顆粒溫度遠高于鍋爐受熱面表面溫度，所以研究熔融液滴在鍋爐受熱面上沉積過程的接觸角變化需保證高溫熔滴和試樣片在不同的實驗溫度下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種高溫懸滴法接觸角測定裝置，旨在模擬電站鍋爐中熔融灰粒在受熱面上沉積的過程，通過接觸角的實時記錄來研究受熱面結(jié)渣問題。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種高溫懸滴法接觸角測定裝置，包括一高溫電爐(8)置于一高溫熔塊爐下，所述高溫電爐通過絕熱隔層與高溫熔塊爐相連；所述高溫熔塊爐內(nèi)設(shè)第一發(fā)熱器件，所述第一發(fā)熱器件內(nèi)部設(shè)有剛玉管，所述剛玉管內(nèi)裝熔料，所述剛玉管的底部設(shè)出口，所述剛玉管內(nèi)設(shè)有可堵住出口的剛玉棒;所述絕熱隔層開設(shè)開口，所述高溫電爐上在絕熱隔層的開口下方設(shè)開口，所述高溫電爐內(nèi)設(shè)第二發(fā)熱器件，所述第二發(fā)熱器件的內(nèi)部設(shè)有一樣片支架，所述樣片支架上放置試樣鋼片;所述剛玉管的出口、絕熱隔層的開口、高溫電爐的開口以及試樣鋼片保持在一條垂直線上。絕熱隔層起到連接高溫熔塊爐和高溫電爐的作用，通過絕熱，使熔融液滴不受高溫電爐溫度的影響，并有效防止高溫電爐與高溫熔塊爐之間出現(xiàn)竄溫現(xiàn)象。除此之外，絕熱材料的存在能防止高溫熔滴在下落過程中因降溫而固化。樣片支架可調(diào)節(jié)試樣鋼片角度，樣片支架兼具調(diào)節(jié)角度和高度的功能，在調(diào)節(jié)試樣鋼片的實驗角度的同時，又能通過改變自身高度來調(diào)節(jié)熔融液滴的下落高度。
[0007]進一步地，所述高溫電爐設(shè)有進氣口和排氣口，進氣口可通過氣管與儲氣瓶相連，向高溫電爐中通入實驗所需氣氛。加設(shè)通氣口和排氣口可以在高溫電爐內(nèi)通入所需的實驗氣氛?？梢载S富實驗的多樣性。
[0008]進一步地，所述高溫電爐設(shè)有觀火口，所述觀火口外部正對CCD攝像頭，CXD攝像頭與計算機相連，計算機做后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。
作為優(yōu)選地，所述CCD攝像頭、觀火口和試樣鋼片保持三點一線，CCD攝像頭實時拍攝試樣鋼片表面的液滴沉積狀況。
[0009]作為優(yōu)選地，所述剛玉棒的高度高于所述剛玉管，剛玉棒的上端高過剛玉管的上端，所述剛玉棒的底端與剛玉管的底部開口相閉合。
[0010]作為優(yōu)選地，所述第一發(fā)熱器件為硅碳棒，高溫熔塊爐最高溫度可達1400度。
[0011]作為優(yōu)選地，所述第二發(fā)熱器件為硅鉬棒，高溫電爐最高溫度可達1500度。
[0012]作為優(yōu)選地，所述試樣鋼片置于高溫電爐上開口的正下方。
[0013]整個高溫懸滴法接觸角測定裝置通過改變高溫電爐溫度模仿鍋爐受熱面的溫度條件，通過調(diào)整通氣氣氛模擬爐膛氣氛條件，采用鍋爐受熱面用鋼作為試樣材質(zhì)，盡可能的接近鍋爐受熱面的實際工作條件以達到模仿的效果。
[0014]本發(fā)明采用上述改進措施，具有如下優(yōu)點:
1、爐溫不一。本發(fā)明采用高溫熔塊爐和高溫電爐的上下布置，能夠模擬電站鍋爐中熔融灰熔滴在受熱面上沉積的過程，使得高溫熔滴滴落在相對低溫的試樣鋼片表面;并可以通過調(diào)節(jié)高溫熔塊爐和高溫電爐的實驗溫度、改變通氣氣氛等方法深入研究不同影響因素對結(jié)渣過程的影響。
[0015]2、裝置簡易。本發(fā)明采用高溫熔塊爐及高溫電爐都可由計算機進行控溫，整體裝置自動化系統(tǒng)程度高，操作簡易可靠。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:I是剛玉棒，2是剛玉管，3是高溫熔塊爐，4是硅碳棒，5是熔料，6是絕熱隔層，7是高溫電爐的開口，8是高溫電爐，9是進氣口，10是排氣口，11是試樣鋼片，12是樣片支架，13是觀火口，14是娃鑰棒，15是(XD攝像頭，16是計算機。
【具體實施方式】
[0017]下面通過具體實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的具體說明。
[0018]實施例:參照圖1，一種高溫懸滴法接觸角測定裝置，包括一高溫電爐8、高溫熔塊爐3，高溫電爐8置于高溫熔塊爐3下，高溫電爐8通過絕熱隔層6與高溫熔塊爐3相連;高溫熔塊爐3內(nèi)設(shè)硅碳棒4作為其發(fā)熱器件，硅碳棒4的內(nèi)部設(shè)有剛玉管2，剛玉管2內(nèi)裝熔料，剛玉管2的底部設(shè)出口，剛玉管2內(nèi)設(shè)有可堵住其底部出口的剛玉棒I，剛玉棒I的高度高于剛玉管2，即其上端高出剛玉管2的上端;絕熱隔層6在剛玉管2的開口的下方開設(shè)開口；高溫電爐8上在絕熱隔層6的開口下方設(shè)開口，高溫電爐8內(nèi)設(shè)硅鉬棒14作為其發(fā)熱器件，硅鉬棒14的內(nèi)部設(shè)有一樣片支架12，樣片支架12上放置試樣鋼片11，樣片支架12可調(diào)節(jié)試樣鋼片角度，試樣鋼片11置于高溫電爐8上開口的正下方，另外，高溫電爐8設(shè)有進氣口 9和排氣口 10，進氣口 9可通過氣管與儲氣瓶相連，向高溫電爐8中通入實驗所需氣氛，高溫電爐8設(shè)有觀火口13，觀火口 13外部正對CXD攝像頭15，CXD攝像頭15與計算機16相連，CXD攝像頭15、觀火口 13和試樣鋼片11保持三點一線，CCD攝像頭15實時拍攝試樣鋼片11表面的液滴沉積狀況。其中剛玉管2的出口、絕熱隔層6的開口、高溫電爐8的開口以及試樣鋼片11保持在一條垂直線上。
[0019]本發(fā)明的工作過程如下:
實驗前，向高溫熔塊爐剛玉管內(nèi)放入定量的煤灰，將試樣鋼片和樣片支架置于高溫電爐上方開口的正下方并調(diào)整實驗所需的液滴下落高度。開啟高溫熔塊爐和高溫電爐，調(diào)節(jié)至指定的實驗溫度。開啟CCD攝像頭和計算機，將CCD攝像頭對準高溫電爐的觀火口，等到計算機能夠看到試樣鋼片的清晰圖像后開始實驗。當(dāng)煤灰經(jīng)高溫融化形成熔融液滴后，抽離剛玉棒，熔滴順著剛玉管下方開口下滴，沉積在試樣鋼片表面。整個熔融液滴在試樣鋼片上的沉積過程都通過CCD攝像與計算機系統(tǒng)進行實時記錄。最后，根據(jù)所得的輪廓圖像啟動軟件進行圖像處理計算，得到每個時刻的接觸角值。
[0020]以上列舉的僅為本發(fā)明的具體實施例，顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種高溫懸滴法接觸角測定裝置，其特征在于，包括一高溫電爐置于一高溫熔塊爐下，所述高溫電爐通過絕熱隔層與高溫熔塊爐相連;所述高溫熔塊爐內(nèi)設(shè)第一發(fā)熱器件，所述第一發(fā)熱器件內(nèi)部設(shè)有剛玉管，所述剛玉管內(nèi)裝熔料，所述剛玉管的底部設(shè)出口，所述剛玉管內(nèi)設(shè)有可堵住出口的剛玉棒;所述絕熱隔層開設(shè)開口，所述高溫電爐上在絕熱隔層的開口下方設(shè)開口，所述高溫電爐內(nèi)設(shè)第二發(fā)熱器件，所述第二發(fā)熱器件的內(nèi)部設(shè)有一樣片支架，所述樣片支架上放置試樣鋼片;所述剛玉管的出口、絕熱隔層的開口、高溫電爐的開口以及試樣鋼片保持在一條垂直線上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫懸滴法接觸角測定裝置，其特征在于，所述高溫電爐設(shè)有進氣口和排氣口，進氣口可通過氣管與儲氣瓶相連，向高溫電爐中通入實驗所需氣氛。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫懸滴法接觸角測定裝置，其特征在于，所述高溫電爐設(shè)有觀火口，所述觀火口外部正對CCD攝像頭，CCD攝像頭與計算機相連。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高溫懸滴法接觸角測定裝置，其特征在于，所述CCD攝像頭、觀火口和試樣鋼片保持三點一線，CCD攝像頭實時拍攝試樣鋼片表面的液滴沉積狀況。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫懸滴法接觸角測定裝置，其特征在于，所述剛玉棒的高度高于所述剛玉管，剛玉棒的上端高過剛玉管的上端，所述剛玉棒的底端與剛玉管的底部開口相閉合。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫懸滴法接觸角測定裝置，其特征在于，所述第一發(fā)熱器件為娃碳棒。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫懸滴法接觸角測定裝置，其特征在于，所述第二發(fā)熱器件為硅鉬棒。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫懸滴法接觸角測定裝置，其特征在于，所述試樣鋼片置于高溫電爐上開口的正下方。
【文檔編號】F27B14/06GK105910430SQ201610452781
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月22日
【發(fā)明人】王進卿, 俞家豪, 池作和, 張光學(xué)
【申請人】中國計量大學(xué)