[发明专利]一种高温高压高湍流单液滴蒸发实验装置及其方法

权利要求书

1.一种高温高压高湍流单液滴蒸发实验装置，其特征在于，包括供气装置、蒸发定容弹体（14）、风扇（5）、伸缩式液滴悬挂装置（7）和控制单元（2）；所述供气装置包括高压氮气瓶（12）、减压阀（11）、微量质量流量计（10）和进气阀（9）；所述高压氮气瓶（12）通过管路与所述蒸发定容弹体（14）上开设的氮气进气阀安装孔连接，所述高压氮气瓶（12）与所述蒸发定容弹体（14）之间的管路上依次设有减压阀（11）、微量质量流量计（10）和进气阀（9），所述微量质量流量计（10）通过导线与流量计控制器连接，所述流量计控制器位于所述控制单元内；

所述蒸发定容弹体（14）为包括球状壳体、风扇安装接口（19）和观察窗口（24），所述蒸发定容弹体（14）的球状壳体表面均匀开设8个风扇安装接口（19），所述8个风扇安装接口（19）安装位置两两相隔90度，且两两正对，所述风扇安装接口（19）与电机座（20）通过螺纹连接，伺服电机（21）安装于电机座（20）上；所述蒸发定容弹体（14）的球状壳体表面开设4个观察窗口（24），所述4个观察窗口（24）位于蒸发定容弹体（14）的球体赤道上，相邻观察窗口（24）相隔90度，所述4个观察窗口（24）内嵌有透明光学材料密封连接；所述风扇（5）共有8个，安装在蒸发定容弹体（14）内部风扇座（4）上，并通过伺服电机（21）驱动；压力传感器（6）通过开设在所述蒸发定容弹体（14）的球状壳体内壁的压力传感器安装孔与所述蒸发定容弹体（14）连接，所述压力传感器（6）通过导线与所述控制单元（2）连接；多根不锈钢加热棒（15）均布于蒸发定容弹体本体内部，所述不锈钢加热棒通过导线与温度控制器连接，所述温度控制器位于所述控制单元（2）内；所述伸缩式液滴悬挂装置（7）置于蒸发定容弹体内壁最顶端；所述观察窗口（24）分别位于所述蒸发定容弹体（14）的侧面；所述蒸发定容弹体（14）底部设有排气阀安装孔，排气阀安装孔中安装排气阀(16)，所述排气阀(16)与真空泵（17）连接。

2.根据权利要求1所述的高温高压高湍流单液滴蒸发实验装置，其特征在于，所述蒸发定容弹体（14）的球状壳体内壁设置温度传感器（8），所述温度传感器（8）通过导线与控制单元（2）连接。

3.根据权利要求2所述的高温高压高湍流单液滴蒸发实验装置，其特征在于，还包括图像采集装置和计算机（3）；所述图像采集装置包括光源（13）、高速摄像机（1）和信号同步控制器；所述高速摄像机位于所述蒸发定容弹体赤道上正对观察窗口（24）、并背对光源（13）；所述信号同步控制器位于控制单元（2）内，所述高速摄像机（1）通过导线与所述信号同步控制器连接；所述计算机与所述控制单元通过导线连接。

4.根据权利要求1、2或3所述的高温高压高湍流单液滴蒸发实验装置，其特征在于，所述观察窗口（24）内部嵌有的透明光学材料为光学石英玻璃，所述观察窗口（24）与所述光学石英玻璃之间采用增强柔性垫密封。

5.根据权利要求1、2或3所述的高温高压高湍流单液滴蒸发实验装置，其特征在于，所述氮气进气阀安装孔位于所述蒸发定容弹体侧面。

6.根据权利要求1、2或3所述的高温高压高湍流单液滴蒸发实验装置，其特征在于，所述蒸发定容弹体（14）的球状壳体选用耐高温的304不锈钢材料，外表面喷涂保温材料。

7.根据权利要求1、2或3所述的高温高压高湍流单液滴蒸发实验装置，其特征在于，所述蒸发定容弹体（14）的球状壳体顶部布置液滴悬挂接口（22），用于设置伸缩式液滴悬挂装置（7）；所述蒸发定容弹体（14）的球状壳体侧面布置温度传感器安装接口（18），用于设置温度传感器（8）；所述温度传感器安装接口（18）周围布置压力传感器安装接口（23），用于设置压力传感器（6）。

8.根据权利要求1、2或3所述的高温高压高湍流单液滴蒸发实验装置，其特征在于，所述高温高压高湍流单液滴蒸发实验装置各部件之间均采用螺纹连接。