[发明专利]风流‑雾滴‑粉尘三相介质耦合沉降的实验装置及方法

权利要求书

1.一种用于风流-雾滴-粉尘三相介质耦合沉降的实验装置，其包括由有机玻璃制成的模拟管道，其特征在于，该模拟管道为圆形模拟管道，该模拟管道一端设置有用于导入模拟风流的入风口，另一端设置有出风口，模拟管道靠近入风口处设置有粉尘发射器，模拟管道另一端设置有与粉尘发射器相向布置的水雾喷嘴，粉尘发射器产生的尘场随风流向出风口方向移动，水雾喷嘴产生的水雾向入风口方向喷射，水雾与尘场在模拟管道内形成耦合沉降区域，模拟管道在与耦合沉降区域对应处均匀布置有多个间隙，每个间隙形成激光检测区，模拟管道两侧分别设置有激光多普勒干涉仪，激光多普勒干涉仪能扫描对应的激光检测区；模拟管道与尘场对应处均匀布置有多个气压风速计，水雾喷嘴与出风口之间的模拟管道内均匀布置有多个PM2.5颗粒物采样器；激光多普勒干涉仪、气压风速计、PM2.5颗粒物采样器均与一数据处理器通信连接；上述水雾喷嘴与粉尘发射器均布置在模拟管道的中线上，水雾喷嘴通过高压泵与一储水箱相连通；

通过激光多普勒干涉仪、气压风速计、PM2.5颗粒物采样器分别测定不同情况下不同测点处的雾滴速度、雾滴粒径、以及通过雾滴场后的粉尘浓度，并将雾滴速度、雾滴粒径以及通过雾滴场后粉尘浓度的数据传输至数据处理器进行处理；

上述模拟管道的底部上均匀布置有多个通孔，多个通孔形成排水区域，模拟管道底部上铆接有U型排水槽，该U型排水槽与排水区域相对应；U型排水槽一端与一排水管相连通，该排水管上设置有一过滤器；

模拟管道底部设置圆心角为90°-120°的圆弧状固定板，固定板底部上均匀布置有多个能调节高度的支撑柱，使模拟管道的倾斜角度在3°-5°之间；

上述激光多普勒干涉仪均配置有支架，支架包括一滑轨，滑轨的两端分别设置有三脚支撑架，激光多普勒干涉仪设置在对应的滑轨上，两个激光多普勒干涉仪保持同步移动。

2.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，上述入风口处设置有一压入式风机，压入式风机与入风口通过密封胶进行密封连接，压入式风机与一无极变频器电路连接。

3.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，上述模拟管道内顶部设置有至少一根直线滑道，直线滑道上均匀布置有多个固定位，气压风速计、PM2.5颗粒物采样器均通过对应的固定杆设置在对应直线滑道上。

4.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，上述每个间隙上均设置有多个测点，自水雾喷嘴至粉尘发射器方向上，间隙上的测点数量逐步增加。

5.一种使用如权利要求1所述实验装置的方法，其包括以下步骤：

打开粉尘发射器，使粉尘随风流的形成稳定的粉尘场，与此同时，打开模拟管道后方的水雾喷嘴，形成稳定的雾滴场，当粉尘-雾滴场相碰撞耦合后，通过激光多普勒干涉仪、气压风速计、PM2.5颗粒物采样器分别测定不同情况下不同测点处的雾滴粒径、雾滴速度以及通过雾滴场后的粉尘浓度，并将雾滴粒径、雾滴速度以及通过雾滴场后粉尘浓度的数据传输至数据处理器进行处理。