[发明专利]一种针孔喷射式两相流动态观测装置

说明书

本发明公开一种针孔喷射式两相流动态观测装置，属于两相流动态观测技术领域，包括恒压气瓶、减压阀、储液池、液泵、第一压力表、第一控制阀、第二控制阀、针孔喷射式两相流模拟装置和摄影装置，恒压气瓶依次连接减压阀、第一压力表和第一控制阀，储液池依次连接液泵和第二控制阀，第二控制阀和第一控制阀连接针孔喷射式两相流模拟装置，针孔喷射式两相流模拟装置的一侧放置摄影装置；针孔喷射式两相流模拟装置包括平行且相对设置的两玻璃片和间隔设置在两玻璃片之间的至少两塞尺，每一塞尺的相对两侧均与两玻璃片紧贴；相邻两塞尺和两玻璃片形成一微通道。本发明能够模拟气液两相流的流动状况，并能够直接观测及实时记录气液两相流的动态流型。

【技术领域】

本发明涉及两相流动态观测技术领域，特别涉及一种针孔喷射式两相流动态观测装置。

【背景技术】

气液两相流的运动规律以及该形态与其他运动形态之间的相互作用是两相流体力学的主要研究内容之一。针对气液两相流的研究是随着工业技术的需要而发展起来的，特别是在21世纪，由于化工、冶金、航空航天、热能工程、水力工程，甚至核能工程、环境保护等领域的兴起和发展，气液两相流的研究日益得到重视，从而促使其形成为一门完整的应用基础学科。但是由于气液两相流问题固有的复杂性、多样性以及测试方法的局限性，所以至今对于气液两相流的流型形成、流动机理、阻力特性、动量和能量传递等还不十分清楚，并且对许多相关现象的分析存在较多的分歧。因此，对气液两相流流型的研究非常关键，是两相流研究的首要任务。另外，气液两相流流型研究在工程中也具有重要的应用价值。

两相流的理论分析比单相流困难得多，描述两相流的通用微分方程组至今尚未建立。大量理论工作采用的是两类简化模型-均相模型与分相模型；均相模型是将两相介质看成一种混合得非常均匀的混合物，并且假定处理单相流动的概念和方法仍然适用于两相流，同时仍需要对它的物理性质及传递性质也做出合理的假定；而分相模型认为单相流的概念和方法能够用于两相系统的各个相，且还需同时考虑两相之间的相互作用。虽然以上两种模型的应用都还存在不少困难，但随着计算技术的发展，其应用也有所进展。

与两相流的理论分析相比，两相流的实验研究则是掌握两相流规律的基本方法。目前广泛应用光学法(包括光吸收、散射、干涉、折射等)、其他辐射吸收和散射法、示踪法以及电容和电导法等测定两相流中的重要参数，如压力、空隙率、平均膜厚、液滴直径、运动速度等参数。而在某种意义上说，对两相流规律更深入的了解，更有赖于实验技术的进步。

【发明内容】

鉴于上述内容，有必要提供一种针孔喷射式两相流动态观测装置，该针孔喷射式两相流动态观测装置能够直接观测气液两相流的动态流型，并对该流型进行实时拍摄记录，从而便于对气液两相流的动态分析和静态分析。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种针孔喷射式两相流动态观测装置，包括恒压气瓶、减压阀、储液池、液泵、第一压力表、第一控制阀、第二控制阀、针孔喷射式两相流模拟装置和摄影装置，所述恒压气瓶依次连接减压阀、第一压力表和第一控制阀，所述储液池依次连接液泵和第二控制阀，所述第二控制阀再和第一控制阀共同连接针孔喷射式两相流模拟装置，所述针孔喷射式两相流模拟装置的一侧放置所述摄影装置，且所述摄影装置的镜头朝向针孔喷射式两相流模拟装置；

所述针孔喷射式两相流模拟装置包括两玻璃片和至少两塞尺，两玻璃片平行且相对设置，所有塞尺间隔设置在两玻璃片之间，且每一塞尺的相对两侧均与两玻璃片紧贴；相邻两塞尺和两玻璃片形成一微通道，所有微通道互不连通，每一微通道具有与外界相通的入口端和出口端，所述入口端连接第一控制阀和第二控制阀。

进一步地，两两塞尺平行设置；每一塞尺沿所述微通道流通方向上的尺寸相同。

进一步地，所述针孔喷射式两相流模拟装置包括压紧组件；所述压紧组件包括两压紧条和紧锁件，两压紧条分设在两玻璃片上，且每一压紧条所在侧均与塞尺所在侧相对；两压紧条还与同一塞尺相对设置；每一压紧条的两端均延伸出玻璃片外侧，并在两端位于玻璃片外侧的部分上安装将两压紧条互连的所述紧锁件。