[发明专利]连续式高温高速气固两相流冲蚀磨损试验装置

说明书

本发明公开了一种连续式高温高速气固两相流冲蚀磨损试验装置。包括除湿器，空压机，空气换热器，加热器，储料罐，混合室，喷嘴，实验台架，实验箱，旋风分离器，空冷器，水池，破沫网，三个压力表，三个球阀，流量计，二个温度计，止回阀，高速摄影仪和计算机。本发明可用来研究严苛工况下高温、高速气固两相流冲蚀作用下材料在不同影响因素下的失重规律，利用高速摄影仪来观察记录颗粒冲击试件的运动轨迹，通过理论分析和实验数据相结合，得到不同工况下材料的冲蚀磨损规律，构建高温冲蚀磨损模型，揭示高温高速气固两相流冲蚀磨损的机理及其影响因素，可为煤化工、石油化工的管道、阀门的选材和结构优化提供理论基础，延长设备的使用寿命。

技术领域

本发明涉及冲蚀磨损试验装置，尤其是涉及一种连续式高温高速气固两相流冲蚀磨损试验装置。

背景技术

冲蚀磨损现象广泛存在于石油化工、煤化工、气力输送、电力和航空航天等领域的叶轮机、发动机、泵、阀门、管道、喷嘴及相关设备，是造成机器零部件损坏、能源消耗和安全隐患的重要原因。例如煤化工装置中的阀门和衬套的磨损，各种风机叶片受固体粒子的冲蚀而发生磨损，造成生产寿命和效率的下降以及能源的浪费；由固体粒子冲蚀引起的冲蚀磨损在汽轮机、泵、热交换器的管道系统中更是一个严重的问题。

目前为减小冲蚀磨损的危害和损失，一般采用增大金属材料的硬度和强度来提高其抗冲蚀磨损性能，但是在一定的使用和加工条件下，对于金属材料其硬度和强度增幅有限，已难以满足复杂恶劣工况下材料抗冲蚀磨损性能的要求。

硬质合金属于一种复合材料，主要由硬质相和粘结相组成，硬质合金具有：高抗压强度、高硬度、高弹性模量、良好的耐磨性及抗冲击性等独特的组合性能。工程实践证明使用硬质合金材料已成为提高材料抗冲蚀磨损性能的有效途径之一，是目前很有应用前景的抗冲蚀材料。但是由于硬质合金材料具有良好的耐冲蚀性能，常用在高温高速等严苛工况下，一般的试验装置无法模拟实际工况对并其进行有效研究，目前关于硬质合金高温高速冲蚀磨损性能的研究相对较少，冲蚀机理尚不明确。

发明内容

针对上述背景技术中所存在的问题，本发明的目的在于提供一种连续式高温高速气固两相流冲蚀磨损试验装置，可以模拟实际工况中的高温高速气固冲蚀失效的过程，针对目前工业中常见的耐腐蚀高性能硬质合金材料，研究不同影响因素下材料的冲蚀磨损规律。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明包括除湿器，空压机，空气换热器，加热器，储料罐，混合室，喷嘴，实验台架，实验箱，旋风分离器，空冷器，水池，破沫网，三个压力表，三个球阀，流量计，二个温度计，止回阀，高速摄影仪和计算机；除湿器底部经空压机、第一压力表后分为两路，一路经空气换热器、流量计与加热器连接，另一路经第一球阀从除湿器顶部接入，加热器出口接第一温度计后分为两路，一路经第二球阀、第二压力表从储料罐顶部接入，另一路经第三球阀、第三压力表接入混合室，混合室的喷嘴接入实验箱内，接有第二温度计的储料罐底部与混合室连接，有机玻璃的实验箱外设有高速摄影仪，高速摄影仪与计算机相连接，实验箱经旋风分离器、空气换热器、空冷器、止回阀接入水池，水池上部设有破沫网。

所述实验箱内，实验台架通过固定架固定在实验箱上，调节螺母实现实验台架的上下移动，实验台架与固定架转动连接，调节角度为0～90°，实验台架端面装有试件，试件测量面对着喷嘴，实验台架自带热电偶能对试件进行加热，实验箱底部设有斜坡。

所述储料罐采用螺杆进料，并自带热电偶能对颗粒进行加热。

本发明具有的有效益效果是：