[发明专利]垂直混合式连续谱气泡发生器及连续谱气泡的制作方法

说明书

本发明提供了一种垂直混合式连续谱气泡发生器及连续谱气泡的制作方法，包括鼓泡装置和破碎装置，所述破碎装置位于鼓泡装置的上方，所述破碎装置与鼓泡装置连通，且所述鼓泡装置用于产生泡状流；所述破碎装置包括破碎腔体和破碎件，所述破碎件设置在破碎腔体内，所述破碎件在驱动件的作用下连续转动，且所述破碎件转动的转速能够通过驱动件控制；所述破碎件转动作用于流体产生的剪切流与泡状流基本垂直。通过驱动件控制破碎件做连续的变速转动形成不同强度的剪切流场，且剪切流基本垂直的对泡状流进行剪切作业，从而有助于得到连续谱气泡，操作简单，进而有助于促进泡状流的传热传质、气泡诱发湍流等机理的基础研究。

技术领域

本发明涉及微纳米气泡制作技术领域，具体地，涉及一种垂直混合式连续谱气泡发生器及连续谱气泡的制作方法。

背景技术

气液两相泡状流动是重要的两相流动之一，其在能源、动力、化工和航空航天等领域有着重要的应用。此外，微纳米气泡由于其优良的物理特性在环境工程、核科学等领域有着广泛且重要的作用。

目前，气泡诱发湍流、泡状流传热传质等机理仍不明确，限制了气液两相流在科研、工程上的进一步应用。为研究其机理，需要建立气泡尺寸分布谱与各实验对象的关系，实现主动研究，突破技术壁垒。

现有公开号为CN212819194U的中国专利，其公开了一种微纳米气泡发生装置，包括水泵、气液混合压力容器、微纳米气泡曝气器、气源以及电控单元。其中，水泵进水口与进水管路连接，出水口通过管路与气液混合压力容器连接，气液混合压力容器通过管路与微纳米气泡曝气器连接；气源分别与气液混合压力容器和微纳米气泡曝气器连接；微纳米气泡曝气器与出水管路连接。

发明人认为，目前已有多款毫米、微米、纳米级气泡发生器，但多数装置仅能产生单一尺寸或尺寸分布不集中的气泡。个别装置可获得特定尺度的气泡，也由于选用的气泡发生原理的局限、参数难以调整等问题，难以得到尺寸可在较大范围内连续变化的气泡谱。

由此，一种原理易行、能生成连续谱气泡的气泡发生器亟待研究。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种垂直混合式连续谱气泡发生器及连续谱气泡的制作方法。

根据本发明提供的一种垂直混合式连续谱气泡发生器,包括鼓泡装置和破碎装置，所述破碎装置位于鼓泡装置的上方，所述破碎装置与鼓泡装置连通，且所述鼓泡装置用于产生泡状流；所述破碎装置包括破碎腔体和破碎件，所述破碎件设置在破碎腔体内，所述破碎件在驱动件的作用下连续转动，且所述破碎件转动的转速能够通过驱动件控制；所述破碎件转动作用于流体产生的剪切流与泡状流基本垂直。

优选地，所述破碎腔体包括弯管段和直管段，所述弯管段与鼓泡装置连通；所述破碎件设置在直管段内，且所述破碎件的轴线与直管段的轴线平行或共线。

优选地，所述弯管段的弯曲角度包括九十度，所述直管段呈水平设置。

优选地，所述破碎件包括中心轴和刀片，所述中心轴转动安装在直管段，且所述中心轴的轴线与直管段的轴线平行或重合；所述刀片在中心轴上设置有一片或多片，任一相邻两片所述刀片之间均留有空隙。

优选地，所述刀片与中心轴的轴线呈垂直设置，且所述刀片与直管段的管壁之间留有间隙。

优选地，所述直管段靠近弯管段的侧壁上设置有固定台，所述中心轴的一端穿过固定台并与其转动配合，且所述中心轴穿出固定台的一端与驱动件传动连接；所述直管段远离弯管段的一侧设置有轴固定端，所述中心轴的另一端探入轴固定端并与其转动配合。