[发明专利]一种高炉原燃料煤气阻力系数的测定装置及测定方法

权利要求书

1.一种高炉原燃料煤气阻力系数的测定装置，其特征在于：包括圆筒、与圆筒底部进气口相连通的供气系统以及用于测量测试物所受气体阻力的阻力测量系统；所述供气系统包括用于储存气体的气体储存装置、用于控制混合气体各成分含量的气体成分控制器以及用于混合气体加热的气体加热装置；气体加热装置的出气口通过管路与圆筒底部进气口连接；所述阻力测量系统包括用于测量测试物所受气体阻力的力测量传感器，圆筒中部设置压力输出口，压力输出口通过连接管与用于测量气体压强差的压差计连接。

2.根据权利要求1所述的一种高炉原燃料煤气阻力系数的测定装置，其特征在于：所述气体储存装置包括多个气瓶，多个气瓶分别用于存储气体CO、CO₂、N₂、H₂和CH₄。

3.根据权利要求1所述的一种高炉原燃料煤气阻力系数的测定装置，其特征在于：所述气体成分控制器具体为气体混合配比仪，每个气瓶的出气口分别通过管路与所述气体混合配比仪的进气口连接，每个气瓶的出气口处均安装阀门，气体混合配比仪的出气口通过管路与气体加热装置进气口连接。

4.根据权利要求1所述的一种高炉原燃料煤气阻力系数的测定装置，其特征在于：所述气体加热装置包括用于气体通过的腔体，在腔体内壁上设置用于加热气体的电加热丝，所述电加热丝与温度控制器电路连接。

5.根据权利要求1所述的一种高炉原燃料煤气阻力系数的测定装置，其特征在于：圆筒底部进气口处安装设有气体流速控制仪，圆筒顶部设有用于排出气体的出气口。

6.根据权利要求1所述的一种高炉原燃料煤气阻力系数的测定装置，其特征在于：所述力测量传感器具体为悬臂梁式传感器，悬臂梁式传感器与微处理器电路连接。

7.根据权利要求1所述的一种高炉原燃料煤气阻力系数的测定装置，其特征在于：所述力测量传感器安装在升降支撑杆上，测试物位于圆筒顶部出气口正上方并通过吊杆与力测量传感器的测量端连接。

8.根据权利要求1所述的一种高炉原燃料煤气阻力系数的测定装置，其特征在于：所述压差计为U型水柱压差计。

9.利用权利要求1-8任一项所述测定装置测定高炉原燃料煤气阻力系数的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将待测的高炉原燃料连接在升降支撑杆上，并置于圆筒顶部出气口的正上方；

(2)分别对力测量传感器和压差计调零；

(3)通过气体储存装置供气，通过气体成分控制器控制气体混合比例，并控制混合气体总流量为2.0L/min；

(4)通过温度控制器设定气体目标温度为80-300℃，设定电加热丝的升温制度为：0-80℃时，升温速率10℃/min，80-150℃时，升温速率5℃/min，150℃以上，升温速率3℃/min；

(5)当温度升至300℃时，导出试验数据；

(6)通过试验数据计算高炉原燃料煤气阻力系数。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤(6)中，通过试验数据计算高炉原燃料煤气阻力系数的步骤如下：

1)气体在圆筒出气口的流速为：

Δp＝P_a-P_b＝ρ_Sgh       ②

式中：D为圆筒直径；d为圆筒出气口直径；P_a为气体在a点的压强；

p_b为气体在b点的压强。

将②式代入①式得：

式中：Δp为a、b两点气体压强差；ρ为气体的密度；ρ_S为水的密度；g为重力加速度；h为U型水柱压差计的高度差。

2)气体阻力为

3)将③式代入④式得：

则气体阻力系数为：

式中：F为悬臂梁力传感器测量的气体阻力；A为测试物最大横截面积。