[发明专利]一种新型纳米粒子平面激光散射实验的粒子生成装置

说明书

本发明公开一种新型纳米粒子平面激光散射实验的粒子生成装置，包括主体以及加热器，加热器上方开设有等值通道，等值通道的中部固定安装有增压风扇、顶部向上延伸形成下端大上端小的收缩通道，收缩通道远离等值通道的一端连通干冰仓，干冰仓远离收缩通道的一端开设有混合气出孔，混合气出孔连通出气口，出气口另一端连通水雾浓度调节装置。本发明提供的新型纳米粒子平面激光散射实验的粒子生成装置通过加热器加热蒸汽液体形成热蒸气，经等值通道进入干冰仓并与干冰发生物理反应，干冰升华过程中将热蒸气中的热量快速吸收，使热蒸气冷凝成纳米级水雾，并在大量产生的二氧化碳不断冲击下不断碎化，从而大大降低了水雾颗粒的直径。

技术领域

本发明涉及光学流动显示实验技术领域，具体是一种新型纳米粒子平面激光散射实验的粒子生成装置。

背景技术

为了推进航空航天技术的不断进步，对复杂流场进行准确的光学测量有利于提高对流动机理的认识和分析。纳米粒子具有粒径小、比表面积大、内部原子有序排列而拥有一些新的理化性质，呈现出独特的体积效应和表面效应，零维的富勒烯、一维的碳纳米管、二维的石墨烯，都拥有各自独特的性能特点，具备广泛的应用前景。在纳米粒子平面激光散射光学实验中，示踪粒子越小，粒子的跟随性就越好，越能够提高测量的准确性。

目前现有的技术为利用二氧化钛粒子作为示踪粒子，但是二氧化钛粒子的质量和直径还是较大，对于近壁面附面层及混合层粒子仍然进不去，影响了实验效果，也无法获得复杂流场精细的实验结果。因此，有必要设计一种新型的纳米粒子平面激光散射实验的粒子生成装置。

发明内容

本发明针对所要解决的技术问题，提供一种新型纳米粒子平面激光散射实验的粒子生成装置，利用干冰与高温热蒸气之间的物理升华吸热反应，将热蒸气中的热量快速吸收，冷凝成水雾，同时在大量二氧化碳的冲击作用下，将水雾不断碎化，大大降低了水雾颗粒的直径。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种新型纳米粒子平面激光散射实验的粒子生成装置，包括主体以及内置于所述主体的加热器，所述主体内位于加热器上方装有蒸汽液体，所述加热器上方开设有等值通道，所述等值通道的中部固定安装有增压风扇、顶部向上延伸形成下端大上端小的收缩通道，所述收缩通道远离所述等值通道的一端连通干冰仓，所述干冰仓远离所述收缩通道的一端开设有混合气出孔，所述混合气出孔连通出气口，所述出气口另一端连通水雾浓度调节装置。

进一步的，所述水雾浓度调节装置包括设置在所述加热器上方位于远离所述等值通道一侧的下隔板，所述下隔板上方开设有与所述等值通道连通的下扩压段，所述下扩压段远离所述等值通道的一端连接下通气通道，所述下通气通道另一端连通混合气出孔和出气口、中部固定安装有开度可调的调节阀门。

进一步的，设所述出气口的直径为D1，所述混合气出孔的直径为D2，所述收缩通道的小端直径为D3、大端直径为D4，其中，

混合气出孔的直径取值范围是：1.5D1≥D2≥1.2D1；

收缩通道的大端直径取值范围是：D4≥4D1；

收缩通道的小端直径取值范围是：0.6D4≥D3≥0.3D4。

进一步的，所述粒子生成装置还包括固定安装在所述收缩通道与干冰仓之间的网状隔板，所述干冰仓顶部安装有可开闭的加料盖。

进一步的，所述网状隔板采用不锈钢、石棉、云母、大理石、玻璃中的任意一种材料制作而成，所述网状隔板上均布有多个网孔，所述网孔的直径小于或等于2mm。

进一步的，所述加料盖与干冰仓螺纹密封连接或卡扣密封连接。

进一步的，设所述收缩通道的高度为H4，所述混合气出孔的下边缘与干冰仓的下边缘高度差为H3；其中，

收缩通道的高度取值范围是：1.5D4≥H4≥0.8D4；