[发明专利]一种旋转填料床中液滴粒径及粒径分布的测试装置和方法

权利要求书

1.一种旋转填料床中液滴粒径及粒径分布的测试装置，其特征在于：在旋转填料床的进料口连接有两个液体进料管，两个液体进料管分别与互不相溶的两个液体储罐连接；在旋转填料床的侧面轴向开设取样口与制冷剂容器连通，制冷剂容器内设有能上下垂直活动的平板，平板四周分别设有四根竖杆，以便升降平板；制冷剂容器的一侧底部与液氮储罐连接；制冷剂容器的另一侧底部与储液槽连接。

2.根据权利要求1所述的旋转填料床中液滴粒径及粒径分布的测试装置，其特征在于：平板底部与制冷剂容器底部平行设置。

3.根据权利要求1所述的旋转填料床中液滴粒径及粒径分布的测试装置，其特征在于：平板为不锈钢板，板上设有通孔，孔的内径为1～2mm且间距为2～3mm。

4.根据权利要求1所述的旋转填料床中液滴粒径及粒径分布的测试装置，其特征在于：旋转填料床一侧轴向开设取样口的轴向长度为旋转填料床的外壳周长的1/6～1/4，其径向宽度不小于旋转填料床内填料的高度。

5.一种旋转填料床中液滴粒径及粒径分布的测试方法，采用权利要求1~4任一项所述的旋转填料床中液滴粒径及粒径分布的测试装置，其特征在于：包括以下步骤：启动旋转填料床，两种互不相溶的液体进入旋转填料床装置中，在离心力的作用下沿旋转填料径向通过填料，经过填料的多次切割作用后被甩离填料，液滴在离心力的惯性力作用下在取样口处形成一个个的小液滴，这样即完成了液体的接触及混合过程；被甩离填料的液滴通过取样口后直接浸入制冷剂液氮中，实现液滴的迅速冷冻；取冷冻后的液滴置于光学显微镜下观察、测量并分析液滴的粒径及粒径分布。

6.根据权利要求5所述的旋转填料床中液滴粒径及粒径分布的测试方法，其特征在于具体包括以下步骤：

⑴设定旋转填料床的转速及互不相溶的液体的体积流量；

⑵开启旋转填料床；

⑶待旋转填料床转速稳定后，开启液体的进料泵；

⑷打开液氮储罐，往制冷剂器中通入液氮，对甩离填料的液滴进行冷冻，利用不锈钢平板从液氮中分离出凝结的液滴；

⑸在温度为20℃下，取平板上冷冻后的液滴置于载波片上，液氮瞬间气化；将载玻片置于光学显微镜下观察液滴的形态及粒径，并拍摄液滴获得照片；

⑹通过显微镜获取液滴照片，对照片中的各个液滴的粒径大小进行测定；由索特平均直径计算公式计算出液滴的索特平均直径，其中：n为液滴的总数目，n≥200；由Log-Normal正态分布函数f(d_i)=1-0.5×(1-erf(δ×z_i))计算出液滴的粒径分布；其中，d₃₂表示索特平均直径，n_i表示粒径为d时的液滴的数目，d_i表示第i个液滴的直径，δ表示粒径平均几何偏差；所述的f(d_i)=1-0.5×(1-erf(δ×z_i))公式中，δ=0.394/lg(v₉₀/v₁₀)，v₁₀=d₁₀/(d_max-d₁₀)，v₉₀=d₉₀/(d_max-d₉₀)，z_i=ln((ad_i)/(d_max-d_i))，a=(d_max-d₅₀)/d₅₀，，其中，v₁₀为数量体积占10%的液滴的平均直径与最大液滴直径的相对偏差，v₉₀为数量体积占90%的液滴的平均直径与最大液滴直径的相对偏差，d₁₀为粒度分布数达到10%时所对应的粒径，d₉₀为累计粒度分布数达到90%时所对应的粒径，d₅₀为样品的累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径，a为最大液滴直径与算术平均直径的相对偏差，z_i为第i个液滴的直径与算术平均直径的相对偏差偏离最大液滴直径与算术平均直径的相对偏差的大小。