[实用新型]粉尘动力学行为可视化实验装置

说明书

本实用新型公开了粉尘动力学行为可视化实验装置，包括中央处理系统、一体成型的透明腔体和支撑透明腔体的底座，透明腔体的底部布置有喷出粉尘的喷头，透明腔体的外部两侧分别布置有光源和摄像机。本实用新型中设计一体成型的透明腔体，通过两侧的摄像系统采集透明腔体中的粉尘云图像数据，并经中央处理系统分析处理获得粉尘云演化过程。本实用新型结构精密，数据采集完整全面，可广泛应用于粉尘动力学研究领域。

技术领域

本实用新型涉及粉尘动力学研究领域，特别涉及粉尘动力学行为可视化实验装置。

背景技术

粉尘爆炸灾害事故对生产人员、建筑及环境的危害比可燃气体、液体蒸汽爆炸产生的危害更为严重，而且潜在发生粉尘爆炸灾害事故的行业分布非常广泛，涉及粮食、金属、医药、木材、化工、采矿等众多行业，因此，针对粉尘爆炸特性参数的实验研究有利于为粉尘爆炸预防及防护技术水平的提升提供重要的理论支撑。粉尘爆炸特征参数包括最大爆炸压力、最大压力上升速率及爆炸指数等，基于典型爆炸实验装置获得的实验数据分析通常是假定粉尘颗粒在爆炸仓中形成了非常均匀的粉尘云。但是由于受到多种因素的影响，如粉尘物性、实验装置、测试方法以及环境，特别是可燃爆粉尘颗粒的分散均匀程度的影响，相关实验结果的有效性有待进一步讨论。

粉尘爆炸特征参数的实验结果的可信度严重依赖于可燃爆粉尘的分散均匀程度，爆炸仓内粉尘分布的均匀性是开展相关实验的关键内容。目前，国内外典型粉尘爆炸实验装置如20L USBM和Siwek两种典型爆炸仓均采用耐高温、高压的钢质结构，可以实现粉尘爆炸过程的实验，但是由于点火延迟时间的固定和无法全局可视化的缺陷，所以无法确认在点火时刻爆炸舱内的粉尘分布情况，给实验结果带来了很大的误差，难以为工程应用中粉尘爆炸灾害的防护与减弱技术的研发提供科学有效的实验数据支持。

由于可燃爆粉尘分散动力学行为可视化实验系统的缺乏，目前大多粉尘爆炸防护专家主要关注粉尘爆炸特征参数及粉尘爆炸预防措施等方面的研究，而针对可燃爆粉尘分散过程的研究相对缺乏。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供粉尘动力学行为可视化实验装置，本发明采用了全透明可视化的方案，克服了上述实验装置观测上的缺陷，从而可实现粉尘喷洒动力学行为的定量评估，为科学开展可燃爆粉尘爆炸特征参数的实验测定提供依据。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

粉尘动力学行为可视化实验装置，包括中央处理系统，还包括一体成型的透明腔体和支撑所述透明腔体的底座，所述透明腔体的底部布置有喷出粉尘的喷头，所述透明腔体的外部两侧分别布置有光源和摄像机。

进一步，所述透明腔体为全透明的球形腔体。

进一步，所述光源、摄像机和所述球形腔体的球心位于同一水平面。

进一步，所述底座的上端布置有可固定所述球形腔体的安装座，所述安装座的上端为弧面，该弧面与所述球形腔体的外表面相匹配。

进一步，所述球形腔体的底部布置有第一开口，所述第一开口中布置有第一螺管，所述第一螺管上布置有通入所述球形腔体内部的第一通孔，所述喷头通过所述第一通孔连通有气粉供应装置。

进一步，所述球形腔体的底部布置有底部压盖，所述底部压盖与所述球形腔体底部之间布置有腔内密封垫片。

进一步，所述球形腔体的底部与所述安装座之间布置有底部密封垫片。

进一步，所述球形腔体的顶部布置有第二开口和封住所述第二开口的顶部密封盖，所述顶部密封盖与所述第二开口之间布置有至少一个密封件。

进一步，所述气粉供应装置包括压缩气瓶、储粉罐和气粉两相电磁阀，所述压缩气瓶、储粉罐、气粉两相电磁阀和喷头通过管道依次连接。