[发明专利]一种基于薄膜拍打的自适应射流增混装置及其工作方法

说明书

本发明公开了一种基于薄膜拍打的自适应射流增混装置及其工作方法，所述的装置包括柔性膜、腔体、变频器、风速传感器、数据采集卡及步进电机，柔性膜通过细轴安装在腔体内，细轴与步进电机连接，步进电机经变频器与计算机连接，腔体与射流器连接段的出口连接；柔性膜缠绕在细轴上，柔性膜的一端固定在细轴上，另一端自由；计算机经数据采集卡与风速传感器连接。本发明在射流器出口增加了柔性膜扰动单元，通过风速传感器采集风速及步进电机调节柔性膜长度的方法，使柔性膜在射流的剪切层内可维持最佳的扰动效果，以激发射流产生强烈的不稳定旋进运动，在生产过程中可明显的增加掺混效果，在提升燃料燃烧效率、化学实验反应速率等方面有显著效果。

技术领域

本发明涉及射流增混装置技术领域，尤其涉及一种基于薄膜拍打的自适应射流增混装置。

背景技术

控制射流增混能显著增强射流卷吸混合周围流体的能力，在燃烧器、流体掺混系统、各类反应器、热交换器和雾化系统等领域具有广阔的潜在应用，在射流增混装置的作用下，燃料和空气、各化学反应物之间混合更加的充分，可以提高燃烧和反应的效率。

普通的通过改变喷嘴结构和腔体长度的自激振荡射流虽然能够产生较稳定增混效果，但是无法根据流体速度的改变自动调节增混运动的高效发生，形成合理的湍流混合效果。

由于缺乏随射流的运动特性进行自适应的控制和调节的能力，使射流掺混在工业中无法高效运用。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种具有随射流的运动特性进行自适应控制和调节的能力的基于薄膜拍打的自适应射流增混装置及其工作方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种基于薄膜拍打的自适应射流增混装置，包括柔性膜、腔体、变频器及步进电机，所述的柔性膜通过细轴安装在腔体内，所述的细轴与步进电机连接，所述的步进电机经变频器与计算机连接，所述的腔体与射流器连接段的出口连接，所述的细轴的轴线与射流器连接段的出口中心线垂直；所述的柔性膜缠绕在细轴上，柔性膜的一端固定在细轴上，另一端自由；所述的计算机经数据采集卡与风速传感器连接。

进一步地，所述细轴通过卡槽和轴承安装在腔体两侧的安装孔中。

进一步地，所述卡槽固定安装在腔体两侧的安装孔中。

进一步地，所述的腔体的横截面形状为矩形、圆形、椭圆形或三角形。

进一步地，所述的腔体的横截面形状的周线有开口。

一种基于薄膜拍打的自适应射流增混装置的工作方法，包括以下步骤：

A、风速传感器将采集到的风速数据经数据采集卡实时的传回计算机；

B、计算机根据接收到的实时风速，计算使增混效果最佳的柔性膜长度，并将最佳的柔性膜长度所对应的调节信号传给变频器；

C、变频器接收来自计算机的调节信号，并将调节信号转换后送入步进电机；

D、步进电机控制细轴的转动角度和转动方向，卷在细轴上的柔性膜在卡槽的作用下向卡槽内收缩或向外伸出，使柔性膜的长度调节到最佳的柔性膜长度。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明在射流器出口增加了柔性膜扰动单元，通过风速传感器采集风速及步进电机调节柔性膜长度的方法，使柔性膜在射流的剪切层内可以维持最佳的扰动效果，以激发射流产生强烈的不稳定旋进运动，射流的不稳定旋进在生产过程中可以明显的增加掺混效果，在提升燃料燃烧效率、化学实验反应速率等方面有显著效果。

2、本发明通过计算机进行实时控制，实现了在生产过程中灵活地对射流掺混性能进行控制以满足不同条件下的工业要求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图(不包括控制部分)。