[发明专利]一种压力可调微米级颗粒与不同表面碰撞的实验装置

说明书

一种压力可调微米级颗粒与不同表面碰撞的实验装置，属于细颗粒碰撞实验技术领域。这种实验装置包括电源、可调节压力实验舱、颗粒供给系统和碰撞平台，可调节压力实验舱采用透明结构，颗粒供给系统设置在上固定架上，碰撞平台通过固定底座设置在下固定架上。颗粒供给系统包含依次连接内置微型震动片的颗粒注射器、电动球阀和颗粒流动管路给料器。该实验装置结构简单，可实现微米级颗粒在不同压力条件下撞击不同材质平台，从而实现在真空、消除外界影响因素情况下，进行微米级颗粒与不同表面撞击的实验研究工作，可有效的分析颗粒碰撞接触过程的受力分析及能量损失情况，为理论计算提供有效的支撑。

技术领域

本发明涉及一种压力可调微米级颗粒与不同表面碰撞的实验装置，属于细颗粒碰撞实验技术领域。

背景技术

细颗粒是环境中的重要物质，广泛存在于自然界和人类活动之中。细颗粒工程研究广泛应用于新能源、航空航天、生物制药等各个领域。细颗粒区别于粗大颗粒的主要特征在于颗粒重力和惯性效应的减弱，流动过程中更容易受到外界因素的影响，颗粒-宏观物体、颗粒-颗粒间以及颗粒-外界物理场间作用的相对增强，源于分子间范德华力的粘附力以其固有性成为了导致细颗粒特征物理过程和现象（包括粘附、团聚和沉积等）的最基础因素。

上面介绍了细颗粒在流动及碰撞过程中的影响因素，为消除外界因素对颗粒碰撞过程的影响，如气流、温度、湿度等对碰撞过程的影响，揭示碰撞接触过程的物理本质，从表征微颗粒间相互作用的力-位移关系式出发，研究细颗粒间相互作用机理，设计压力可调节条件下微米级颗粒与不同表面碰撞的实验装置是分析颗粒碰撞接触动力学必须的实验手段。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供压力可调微米级颗粒与不同表面碰撞的实验装置。该实验装置应结构简单，可实现微米级颗粒在真空条件下撞击不同材质平台，从而实现在压力可调、消除外界影响因素情况下，进行微米级颗粒与不同表面撞击的实验研究工作，可有效的分析颗粒碰撞接触过程的受力分析及能量损失情况，为理论计算提供有效的支撑。

本发明采用的技术方案是：一种压力可调微米级颗粒与不同表面碰撞的实验装置，它包括电源和可调节压力实验舱，可调节压力实验舱内通过管道连接变频真空泵和微压差变送器，它还包括设置在可调节压力实验舱中的颗粒供给系统，所述可调节压力实验舱采用透明结构，可调节压力实验舱内设有一个采用多个支柱连接上固定架和下固定架的固定支架，上固定架上设有支撑架；所述颗粒供给系统包含固定在上固定架上并设有电动球阀的颗粒流动管路和设置在支撑架上并上下可移动的颗粒注射器，在颗粒注射器中放置微颗粒和微型震动片，在颗粒流动管路的下端出口适当距离处设有可拆卸碰撞平台；所述颗粒注射器的下端出口的中心、颗粒流动管路的中心与可拆卸碰撞平台的中心在同一垂直线上；所述微型震动片、电动球阀与电源电连接；在实验时，在颗粒注射器中的微型震动片通电震动，通过调节电动球阀开度调节微颗粒的下落量，下落的微颗粒与可拆卸碰撞平台的上表面发生碰撞。

所述颗粒流动管路釆用一个螺母位于上固定架上方、另一个螺母位于上固定架下方调节颗粒流动管路与上固定架的相对位置，所述支撑架与上固定架采用螺纹连接。

所述可拆卸碰撞平台采用嵌入固定底座中进行固定。

本发明的有益效果是：这种压力可调微米级颗粒与不同表面碰撞的实验装置包括电源、可调节压力实验舱、颗粒供给系统和碰撞平台，可调节压力实验舱采用透明结构，颗粒供给系统设置在上固定架上，碰撞平台通过固定底座设置在下固定架上。颗粒供给系统包含依次连接内置微型震动片的颗粒注射器、电动球阀和颗粒流动管路给料器。该实验装置结构简单，可实现微米级颗粒在不同压力条件下撞击不同材质平台，从而实现在真空、消除外界影响因素情况下，进行微米级颗粒与不同表面撞击的实验研究工作，可有效的分析颗粒碰撞接触过程的受力分析及能量损失情况，为理论计算提供有效的支撑。

附图说明

图1是一种压力可调微米级颗粒与不同表面碰撞的实验装置的结构示意图。