[发明专利]一种用于流场中的颗粒富集装置及富集方法

说明书

本发明属于多相流技术领域，尤其为一种用于流场中的颗粒富集装置，包括气体收集流道、转向气体接口、转向气体流道、内部整流腔、上部气体出口、分流隔板、下部气体出口和气体收集入口法兰。本发明设计了一种双进口富集腔体装置，将低浓度颗粒气流引入流道后，利用转向气体从侧面对气流进行整流，并利用斜边结构对气流进行引导，使气流分为低颗粒浓度气流及高颗粒浓度气流，实现流体内颗粒的富集，且该装置结构简单可行，能够实现较好的颗粒富集效果。

技术领域

本发明涉及多相流技术领域，具体为一种用于流场中的颗粒富集装置及富集方法。

背景技术

颗粒测量技术在大气环境监测、工业尾气排放监测、工业粉体生产过程测量等方面起到了不可或缺的作用。对于一种颗粒浓度测量方法来说，其可测的颗粒物浓度具有确定的上下限。对于具有过高颗粒浓度的流体而言，通常需要采取一定的稀释措施对被测流体进行稀释；对于具有过低颗粒浓度的流体而言，则需要对颗粒进行富集或使其并聚成长。特别是对于光学测量方法，常规的光学测量方法都具有明确的上下限，例如对于消光法来说，若颗粒浓度过低，则散射光无法形成连续的波动信号；若颗粒浓度过高，将导致信号光过于微弱而无法被检测。

当流体中的颗粒浓度过高时，通常可以采用稀释的方法降低其颗粒浓度。而对于颗粒浓度过低的流体，则需要采用一些颗粒富集方法提高流体局部区域的颗粒浓度。荷电富集是一种常见的颗粒富集方法，该方法对流场施加电压使颗粒荷电，并通过外部电场来引导颗粒运动或者使颗粒并聚，进而达到富集的目的。超声团聚法则通过对流场施加超声波使颗粒相互团聚，特别是液态颗粒，并利用颗粒的惯性运动来富集颗粒。流动离心分离是一种常用流场颗粒浓淡分离方法，它利用流体通过曲型流道时存在的离心作用，使颗粒聚集在管道的其中一侧，达到浓淡分离的效果，目前的流场中的颗粒富集装置的颗粒富集效果较差。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于流场中的颗粒富集装置及富集方法，解决了上述背景技术中所提出的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于流场中的颗粒富集装置，包括气体收集流道、转向气体接口、转向气体流道、内部整流腔、上部气体出口、分流隔板、下部气体出口和气体收集入口法兰。

作为本发明的一种优选技术方案，所述内部整流腔为梯形结构，其上底边与气体收集流道相连，其下底边是气体出口，其直角边与转向气体流道相连。

作为本发明的一种优选技术方案，所述分流隔板布置于上部气体出口和下部气体出口之间。

作为本发明的一种优选技术方案，所述内部整流腔的壁面上设置有第一钝体，所述分流隔板的壁面上设置有第二钝体。

本发明还提供一种用于流场中的颗粒富集方法，采用如前所述的一种用于流场中的颗粒富集装置对流场中的颗粒进行富集；包括如下步骤：

1)低颗粒浓度气体从气体收集流道进入装置的内部整流腔，与此同时，一股转向气体从转向气体接口接入通过转向气体流道进入内部整流腔；

2)两股气体合并后分别从上部气体出口、下部气体出口流出，实现了颗粒的富集。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种用于流场中的颗粒富集装置，具备以下有益效果：

该用于流场中的颗粒富集装置，设计了一种双进口富集腔体装置，将低浓度颗粒气流引入流道后，利用转向气体从侧面对气流进行整流，并利用斜边结构对气流进行引导，使气流分为低颗粒浓度气流及高颗粒浓度气流，实现流体内颗粒的富集，且该装置结构简单可行，能够实现较好的颗粒富集效果。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；