用于高速遠程滑坡裹氣流化研究的流化裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種能夠?qū)崿F(xiàn)不同部位碎屑顆粒流化特性定量化研究的用于高速遠程滑坡裹氣流化研究的流化裝置。該流化裝置包括風機、流化床，流化床下方設置有氣室，所述氣室與流化床之間設置有布風板，所述布風板上設置有多個氣孔，所述風機與氣室通過輸風管相連，所述流化床的下端設置有多個測壓裝置。在流化床的下端設置多個測壓裝置，可以獲取不同區(qū)段上碎屑顆粒內(nèi)部的床層壓降，從而運用相鄰兩測壓點間的壓差，求取相應區(qū)段內(nèi)顆粒的平均濃度，來定量化分析不同高度上碎屑顆粒受氣流的影響，實現(xiàn)不同部位碎屑顆粒流化特性的定量化研究，為高速遠程滑坡動力學特性的進一步研究提供重要物理力學參數(shù)，適合在試驗設備領域推廣應用。
【專利說明】用于高速遠程滑坡裹氣流化研究的流化裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及試驗設備領域，具體涉及一種用于高速遠程滑坡裹氣流化研究的流化裝置。
【背景技術】
[0002]流化裝置作為一種重要設備，已在化工生產(chǎn)、煤炭氣化及燃燒、選礦、食品加工、廢物處理等領域中得到了廣泛應用，具有極好的工業(yè)前景。而流化床試驗作為研究固體顆粒在氣體作用下流化特性的重要手段，其研究成果很好地指導了上述領域中流化裝置的合理性應用，為社會帶來了巨大的經(jīng)濟效益。然而，在高速遠程滑坡裹氣流化特性的研究中，由于其運動碎屑物質(zhì)組成的特殊性，流化床試驗手段至今未能成功地應用于高速遠程滑坡裹氣流化特性的研究中，唯一可借鑒的是二十世紀八十年代，國外學者c.J.N.Wilson用類似裝置研究火山-碎屑流內(nèi)部高溫高壓氣體對火山碎屑運動特性影響的成果(Wilson, 1980)。不同于火山碎屑流中高溫高壓氣體的來源，高速遠程滑坡運動過程中，內(nèi)部高壓氣體主要來源于高速運動滑體對前方壓縮氣體的裹入，從而引起高速運動的滑體在裹入氣體的作用下產(chǎn)生流化現(xiàn)象，形成一系列流態(tài)化堆積地貌。近年來，尤其是2008年汶川地震之后，國內(nèi)外相繼發(fā)生了大量高速遠程滑坡實例，將高速遠程滑坡的研究再次推向高潮，而由大量滑坡實例的現(xiàn)場考察可見高速遠程滑坡運動過程中裹入氣流的作用是一個不可忽視的重要影響因素，其對高速遠程滑坡的運動有著極大影響?，F(xiàn)有的流化裝置因其多是針對化工等研究領域設計而成，不能實現(xiàn)不同部位碎屑顆粒流化特性的定量化研究，無法為高速遠程滑坡動力學特性的進一步研究提供重要物理力學參數(shù)。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)不同部位碎屑顆粒流化特性定量化研究的用于高速遠程滑坡裹氣流化研究的流化裝置。
[0004]本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案是:該用于高速遠程滑坡裹氣流化研究的流化裝置，包括風機、流化床，流化床下方設置有氣室，所述氣室與流化床之間設置有布風板，所述布風板上設置有多個氣孔，所述風機與氣室通過輸風管相連，所述流化床的下端設置有多個測壓裝置。
[0005]進一步的是，所述測壓裝置為U型測壓管。
[0006]進一步的是，采用內(nèi)直徑為170mm、壁厚為5mm、高300mm的筒體結(jié)構(gòu)作為流化床。
[0007]進一步的是，所述布風板的開孔率為6.15%，布風板上的氣孔以正三角形方式排列，并且布風板的中心與正三角形的中心重合。
[0008]進一步的是,所述氣孔直徑為1.5mm,相鄰兩氣孔圓心之間的距離為6mm。
[0009]進一步的是，所述氣室的進風口設置在氣室側(cè)壁的中部。
[0010]進一步的是，所述輸風管上設置有轉(zhuǎn)子流量計。
[0011]進一步的是，所述風機上設置有消音管。[0012]進ー步的是，所述風機采用2EB1320-7HA31單相高壓風機。
[0013]本實用新型的有益效果:通過在流化床的下端設置多個測壓裝置，可以獲取不同區(qū)段上碎屑顆粒內(nèi)部的床層壓降，從而運用相鄰兩測壓點間的壓差，求取相應區(qū)段內(nèi)顆粒的平均濃度，來定量化分析不同高度上碎屑顆粒受氣流的影響，實現(xiàn)不同部位碎屑顆粒流化特性的定量化研究，為高速遠程滑坡動力學特性的進ー步研究提供重要物理力學參數(shù)，對于進一歩掌握高速遠程滑坡動力學機理具有潛在的巨大推動力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型用于高速遠程滑坡裹氣流化研究的流化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本實用新型布風板的平面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]附圖標記說明:風機1、流化床2、氣室3、布風板4、氣孔5、輸風管6、測壓裝置7、轉(zhuǎn)子流量計8。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進ー步的說明。
[0018]如圖1、2所示，該用于高速遠程滑坡裹氣流化研究的流化裝置，包括風機1、流化床2，流化床2下方設置有氣室3，所述氣室3與流化床2之間設置有布風板4，所述布風板4上設置有多個氣孔5，所述風機I與氣室3通過輸風管6相連，所述流化床2的下端設置有多個測壓裝置7。該用于高速遠程滑坡裹氣流化研究的流化裝置的工作過程如下:首先，將需要進行試驗的試驗件放入流化床2內(nèi)，然后啟動風機1，高壓的氣流順著輸風管6進入氣室3，然后經(jīng)過布風板4后吹入流化床2內(nèi)對試驗件進行流化試驗。在整個試驗過程中，通過在流化床2的下端設置多個測壓裝置7，可以獲取不同區(qū)段上碎屑顆粒內(nèi)部的床層壓降，從而運用相鄰兩測壓點間的壓差，求取相應區(qū)段內(nèi)顆粒的平均濃度，來定量化分析不同高度上碎屑顆粒受氣流的影響，實現(xiàn)不同部位碎屑顆粒流化特性的定量化研究，為高速遠程滑坡動力學特性的進ー步研究提供重要物理力學參數(shù)，對于進一歩掌握高速遠程滑坡動力學機理具有潛在的巨大推動カ。
[0019]在上述實施方式中，所述測壓裝置7可以采用現(xiàn)有的測壓設備，作為優(yōu)選的方式是:所述測壓裝置7為U型測壓管，U型測壓管操作簡單，測量結(jié)果精確度高，而且成本較低。
[0020]所述流化床2的結(jié)構(gòu)可以根據(jù)實際的試驗情況和條件而定，通常情況下，在滿足尺寸效應的基礎上，運用流化床2臨界流化速度、床層壓降等經(jīng)驗公式，對不同碎屑堆積厚度下，使顆粒發(fā)生流化所需供風量、床層總壓降、管路總壓降等進行了理論計算，并以計算結(jié)果為參考，最終選擇采用內(nèi)直徑為170mm、壁厚為5mm、高300mm的筒體結(jié)構(gòu)作為流化床2。
[0021]為了模擬高速遠程滑坡的裹氣流化特點，所述布風板4的開孔率為6.15%，布風板4上的氣孔5以正三角形方式排列，并且布風板4的中心與正三角形的中心重合。進ー步的是，所述氣孔5直徑為1.5mm,相鄰兩氣孔5圓心之間的距離為6mm。
[0022]另外，將氣室3的進風ロ設置在氣室3側(cè)壁的中部，當氣流自進風ロ進入氣室3后，其流向是與布風板4平行的，從而避免了氣流從氣室3底部進入時直接沖向布風板4，而引起流化床2內(nèi)氣流分布極不均勻的現(xiàn)象，起到了緩沖氣流的作用；而且將氣室3的進風口設于氣室3側(cè)面的中間位置，與設于側(cè)面下端或上端相比，在一定程度上控制了氣室3近進風口側(cè)與遠進風口側(cè)的氣流密度差異，使得流化床2底部氣流的不均勻性控制在一定范圍內(nèi)，以模擬高速遠程滑坡運動過程中氣流分布不均勻特點。
[0023]為了便于觀察碎屑運動的規(guī)律，所述輸風管6上設置有轉(zhuǎn)子流量計8，結(jié)合高速遠程滑坡實例的現(xiàn)場調(diào)查情況知，高速遠程滑坡裹氣流化運動過程應屬于固定床階段或初始流化階段，故獲取低氣流量下床層內(nèi)壓降隨供氣量的變化情況是十分必要的，而按理論計算知所需試驗的試樣進入流化狀態(tài)的最大供風量約為120m3/h，所述轉(zhuǎn)子流量計8優(yōu)選LZB-25 (測量范圍1.6-16m3/h)和LZB-50 (16_160m3/h)兩款不同測量范圍的轉(zhuǎn)子流量計8，從而實現(xiàn)流量從零增至120m3/h變化過程中。
[0024]為了避免風機I噪音的干擾，保證工作環(huán)境的安靜，所述風機I的出風口處設置有
消音管。
[0025]另外，由于試驗件堆積體內(nèi)部顆粒間的摩擦、咬合作用較強，堆積體整體穩(wěn)定性較好，流化所需壓降值較高，因此，在滿足風量要求的情況下，風機I可提供的最大壓降是本試驗選擇風機I的重要參考，所以，所述風機I優(yōu)選為2EB1320-7HA31單相高壓風機1，2EB1320-7HA31單相高壓風機1，輸出功率為1.lkW，可提供最大壓力為28kPa，滿足了本實驗中對壓降較高的考慮。
【權(quán)利要求】
1.用于高速遠程滑坡裹氣流化研究的流化裝置，包括風機(I)、流化床(2)，流化床(2)下方設置有氣室(3)，所述氣室(3)與流化床(2)之間設置有布風板(4)，所述布風板(4)上設置有多個氣孔(5)，所述風機(I)與氣室(3)通過輸風管(6)相連，其特征在于:所述流化床(2)的下端設置有多個測壓裝置(7)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于高速遠程滑坡裹氣流化研究的流化裝置，其特征在于:所述測壓裝置(7)為U型測壓管。
3.如權(quán)利要求2所述的用于高速遠程滑坡裹氣流化研究的流化裝置，其特征在于:采用內(nèi)直徑為170臟、壁厚為5mm、高300mm的筒體結(jié)構(gòu)作為流化床(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項權(quán)利要求所述的用于高速遠程滑坡裹氣流化研究的流化裝置，其特征在于:所述布風板(4)的開孔率為6.15%，布風板(4)上的氣孔(5)以正三角形方式排列，并且布風板(4)的中心與正三角形的中心重合。
5.如權(quán)利要求4所述的用于高速遠程滑坡裹氣流化研究的流化裝置，其特征在于:所述氣孔(5)直徑為1.5mm,相鄰兩氣孔(5)圓心之間的距離為6mm。
6.如權(quán)利要求5所述的用于高速遠程滑坡裹氣流化研究的流化裝置，其特征在于:所述氣室(3)的進風ロ設置在氣室(3)側(cè)壁的中部。
7.如權(quán)利要求6所述的用于高速遠程滑坡裹氣流化研究的流化裝置，其特征在于:所述輸風管(6 )上設置有轉(zhuǎn)子流量計(8 )。
8.如權(quán)利要求7所述的用于高速遠程滑坡裹氣流化研究的流化裝置，其特征在于:所述風機(I)上設置有消音管。
9.如權(quán)利要求8所述的用于高速遠程滑坡裹氣流化研究的流化裝置，其特征在于:所述風機(I)采用2EB1320-7HA31單相高壓風機(I)。
【文檔編號】B01J8/24GK203379874SQ201320491644
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月13日
【發(fā)明者】王玉峰, 程謙恭, 仲昱全, 羅中旭 申請人:西南交通大學