[发明专利]用于模拟恒定温湿度环境的气液混合器

说明书

本发明提供了一种用于模拟恒定温湿度环境的气液混合器，包括风机、管道加热器、气液混合箱、气液混合出口、旋分叶片和挡板；气体通过风机通入至管道加热器内加热，加热至所需温度；管道加热器经管道通入至气液混合箱，在气液混合箱3中与喷淋液滴相互混合，实现要求湿度的气液混合相。本发明可以根据气液两相试验要求定量模拟确定湿度、温度以及流量的气液混合相，而且可以控制混入空气中的游离液滴直径，精度＜±10μm。

技术领域

本发明属于用于特定气液两相流试验的环境模拟装置，具体是一种用于模拟恒定温湿度环境的气液混合器。

背景技术

气相和液相组合在一起且具有变动相间界面的流动体系被称为气液两相流动。气液两相流动现象作为最普遍的多相流动状态广泛存在于自然界和现代工业生产过程中。

近几千年来，由于化工、能源、冶金、环境、制药和生化等工业领域的迅速发展，气液两相流的研究得到了广泛的重视，其参数的在线测量对生产过程的计量管理、控制和可靠运行具有重大意义。例如，火力发电时从锅炉汽包供给汽化机组的蒸巧中夹带的雾状水珠，监测海水淡化过程中气液两相流的状态，在线检测核反应堆中水冷卸系统中的气液两相流。此外，在各种形式的蒸馏器、制冷机等工程设备中气液两相流的参数检测同样具有重要地位。

气浪两相流的流场结构保罗分相的相含率、速度、压力及温度等场分布信息，而对于带有化学反应的两相流过程，由于存在物质、能量的转化和传递，且上述各属性依赖于不同的时间和空间尺度。因此，气液两相流过程往往表现出极大的复杂性，其基于数学描述的流动状态型仍未得到很好的确立，很多问题的解决还主要依赖于检测技术的进步，无法从理论的角度得到解释。而捡测技术的发展主要取决于各流动参数的测量两相流参数测量涉及的内容很多，与单相流体测量相比，不但内容繁多而且有很多新的特点，而两相流的流量、体积含气率和流型的检测更是其中的重点和难点，获得了广泛的关注。

在对现有的技术文献检索后发现，赵宏、薛敦松在《多相气液混合实验装置及现场用均化器设计》(《石油机械》2000(28))一文中对比了第一代多相气液混合装置，并在其基础上提出了多点气液混合装置的设计方案。文中通过在管道中设置不同数量混合相喷头将混合相喷入基础相达到混合的目的，但是并不能有效的控制混合均匀度，大量未充分混合的的液滴直接进入管道会对后续试验造成极大影响。而且混合区域集中，喷入量小，会形成局部气液分离的情况，不能适应于大流量试验。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种前置的用于模拟恒定温湿度环境的气液混合器的设计方案，利用管道加热器和高压微雾加湿器分别提供定量的恒温的气体以及确定粒径的微小液滴，上述两相进入气液混合箱后进行充分混合，来模拟确定工况下的气液混合相。

本发明的技术方案：

一种用于模拟恒定温湿度环境的气液混合器，包括风机1、管道加热器2、气液混合箱3、气液混合出口4、旋分叶片5和挡板6；气体通过风机1通入至管道加热器2内加热，加热至所需温度；管道加热器2经管道通入至气液混合箱3，在气液混合箱3中与喷淋液滴相互混合，实现要求湿度的气液混合相；

所述的气液混合箱3主要由箱体、入口法兰、出口法兰、盖体以及未混合水排水口组成；入口法兰位于箱体前端与管道加热器2连接，出口法兰位于箱体后端与后续试验装置连接，盖体盖装于箱体上，其上设有多个通孔，通孔内安装有高压微雾加湿器，高压微雾加湿器通过喷头不断地向箱体中喷射液滴，与箱体中气体混合后，经气液混合出口4排出，未被气体携带的水通过排水口流出循环利用；

为保证气液充分混合，在气液混合箱3进气口安装旋分叶片5，焊接于壁面，加强气体湍流，并在气液混合箱3中设置有多块挡板6，延长气液混合距离，每块挡板的倾斜角度为α_n；

式中：n为该挡板的顺序，k为定常参数，λ为相邻挡板间水平间距，v为气体入口速度。