本发明专利技术公开了一种CFB锅炉内三维流场的模拟试验装置及方法，能得到颗粒的动态化流动过程。该CFB锅炉内三维流场的模拟试验装置，包括测试箱体、发料装置、分离装置、返料装置、鼓风机、引风机、检测装置、计算机，测试箱体上端设有排气口，测试箱体下端设有鼓风口，测试箱体上位于排气口和鼓风口之间还设有进料口和返料口，发料装置与进料口连通，分离装置的进气口与排气口连通，分离装置的回流口与返料装置的入口连通，分离装置的排出口与引风机连通，返料装置的出口与返料口连通，鼓风机与鼓风口连通，检测装置包括光发生器、拍摄装置，光发生器的光源在测试箱体中形成光区，拍摄装置的拍摄焦点落在光区中，拍摄装置与计算机连接。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及CFB锅炉模拟试验
，特别涉及一种CFB锅炉内三维流场的模拟试验装置及方法。
技术介绍
循环流化床(简称CFB)锅炉是近三十年来发展起来的一种新型洁净煤燃烧设备，具有污染物排放及控制成本低、燃料适应范围广、调峰能力强、燃烧效率高等优点，特别是对于劣质煤的燃烧，具有很好的节能和环保效能。CFB锅炉传热机理的基础是其气固流动特性。对于CFB锅炉的研究，通常利用商业计算流体力学软件(Computat 1nal Fluid Dynamics，简称CFD)对内部流动特性进行数值模拟，数值模拟的模型不仅需要在结构上做出诸多简化，模拟的结果也基于较多假设条件，数据的真实性难以得到证实，此外在稳态的假设条件下的研究结果显示出来的是流场的静态特征。在试验中，只能体现出流场点的速度，若是构建出面的带有矢量方向的速度将对炉膛内局部区域的流场在一定时间内的流动情况及其对炉内壁面的磨损情况将拥有更深刻的认识。
技术实现思路
基于此，本专利技术在于克服现有技术的缺陷，提供一种CFB锅炉内三维流场的模拟试验装置及方法，能模拟CFB锅炉内的三维流场，并对颗粒速度进行测量，绘制出三维流场矢量图，得到颗粒的动态化流动过程。其技术方案如下:一种CFB锅炉内三维流场的模拟试验装置，包括测试箱体、发料装置、分离装置、返料装置、鼓风机、引风机、检测装置、计算机，所述测试箱体上端设有排气口，所述测试箱体下端设有鼓风口，所述测试箱体上位于排气口和鼓风口之间还设有进料口和返料口，所述发料装置与所述进料口连通，所述分离装置的进气口与所述排气口连通，所述分离装置的回流口与返料装置的入口连通，所述分离装置的排出口与引风机连通，所述返料装置的出口与所述返料口连通，所述鼓风机与所述鼓风口连通，所述检测装置包括光发生器、拍摄装置，所述光发生器的光源在测试箱体中形成光区，所述拍摄装置的拍摄焦点落在所述光区中，所述拍摄装置与计算机连接。在其中一个实施例中，所述光发生器的光源为片光，所述拍摄装置包括第一 CXD相机、第二 CCD相机，所述第一 CCD相机、第二 CCD相机的拍摄焦点落在所述光区的同一区域。在其中一个实施例中，所述CFB锅炉内三维流场的模拟试验装置还包括同步触发器，所述同步触发器分别与第一 C⑶相机、第二 CXD相机、光发生器电性连接。在其中一个实施例中，所述CFB锅炉内三维流场的模拟试验装置还包括安装导轨，所述光发生器、第一 C⑶相机、第二 CXD相机可滑动地安装在安装导轨上，且第一 CXD相机设置在安装导轨一端，第二 CCD相机设置在安装导轨另一端，所述光发生器设置在第一C⑶相机与第二 CXD相机之间。在其中一个实施例中，所述CFB锅炉内三维流场的模拟试验装置还包括升降台，所述安装导轨安装在升降台上。 在其中一个实施例中，所述测试箱体采用有机玻璃制成。在其中一个实施例中，所述光发生器为YAG激光发生器。本专利技术还提供一种CFB锅炉内三维流场的模拟试验方法，包括以下步骤:CFB锅炉内三维流场的模拟试验装置启动；调节光发生器，使其光源在流场中形成光区；同步触发器控制光发生器与拍摄装置同步触发，拍摄装置采集至少两张特征图像；拍摄装置将特征图像输送至计算机中进行处理；计算机得出CFB锅炉内三维流场的模拟试验装置中的三维流场。所述CFB锅炉内三维流场的模拟试验方法，在CFB锅炉内三维流场的模拟试验装置启动前，还包括以下步骤:设置拍摄装置的曝光时间间隔与组数。所述CFB锅炉内三维流场的模拟试验方法，具体包括以下步骤:调节升降台的高度，以获得测试箱体中不同截面的流场数据。下面对前述技术方案的优点或原理进行说明:上述CFB锅炉内三维流场的模拟试验装置，物料经过发料装置送入测试箱体中，鼓风机通过鼓风口送风，物料流化后被空气夹带在测试箱体中向上运动在测试箱体的不同高度，部分大颗粒将沿着测试箱体内壁滑落，形成物料的内循环；较小的颗粒随空气进入分离装置中进行分离，绝大部分的大颗粒被分离下来，由返料装置再次回到测试箱体中，形成物料的外循环；而未流化的大颗粒沉积在测试箱体的底部成为床料等待流化，实现了 CFB锅炉内三维流场的模拟。光发生器的光源照亮流场形成光区，拍摄装置对流场进行拍摄记录，利用计算机对拍摄数据进行处理，能够获取流场中的瞬时速度场和矢量数据，并获得三维动态化流场数据，还能够借此计算出磨损量，为现场实际循环流化床锅炉防磨提供理论和技术上的指导。上述CFB锅炉内三维流场的模拟试验方法，利用CFB锅炉内三维流场的模拟试验装置对真实的CFB锅炉流场进行模拟，并与拍摄装置连续拍摄的图像结合，通过计算机计算出流场中的瞬时速度场和矢量数据，最后绘制出三维流场矢量图，得到颗粒的动态化流动过程，能有效地对循环流化床锅炉进行更深刻的研究。【附图说明】图1为本专利技术实施例所述的CFB锅炉内三维流场的模拟试验装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例所述的CFB锅炉内三维流场的模拟试验装置的俯视示意图；图3为本专利技术实施例所述的CFB锅炉内三维流场的模拟试验方法的流程图。附图标记说明:1、测试箱体，2、发料装置，3、分离装置，4、返料装置，5、光发生器，6、第一 C⑶相机，7、第二 CXD相机，8、安装导轨，10、排气口，11、鼓风口，12、进料口，13、返料口，30、进气口，31、回流口，32、排出口。【具体实施方式】下面对本专利技术的实施例进行详细说明:如图1、2所示，本实施例所述的CFB锅炉内三维流场的模拟试验装置，包括测试箱体1、发料装置2、分离装置3、返料装置4、鼓风机(未画出)、引风机(未画出)、检测装置、计算机(未画出)，所述测试箱体I上端设有排气口 10，所述测试箱体I下端设有鼓风口11，所述测试箱体I上位于排气口 10和鼓风口 11之间还设有进料口 12和返料口 13，所述发料装置2与所述进料口 12连通，所述分离装置3的返料口 13与所述排气口 10连通，所述分离装置3的回流口 31与返料装置4的入口连通，所述分离装置3的排出口 32与引风机连通，所述返料装置4的出口与所述返料口 13连通，所述鼓风机与所述鼓风口 11连通，所述检测装置包括光发生器5、拍摄装置，所述光发生器5的光源在测试箱体I中形成光区，所述拍摄装置的拍摄焦点落在所述光区中，所述拍摄装置与计算机连接。上述CFB锅炉内三维流场的模拟试验装置，物料经过发料装置2送入测试箱体I中，鼓风机通过鼓风口 11送风，物料流化后被空气夹带在测试箱体I中向上运动在测试箱体I的不同高度，部分大颗粒将沿着测试箱体I内壁滑落，形成物料的内循环；较小的颗粒随空气进入分离装置3中进行分离，绝大部分的大颗粒被分离下来，由返料装置4再次回到测试箱体I中，形成物料的外循环；而未流化的大颗粒沉积在测试箱体I的底部成为床料等待流化，实现了 CFB锅炉内三维流场的模拟。光发生器5的光源照亮流场形成光区，拍摄装置对流场进行拍摄记录，利用计算机对拍摄数据进行处理，能够获取流场中的瞬时速度场和矢量数据，并获得三维动态化流场数据，还能够借此计算出磨损量，为现场实际循环流化床锅炉防磨提供理论和技术上的指导。在本实施例中，所述光发生器5的光源为片光，当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种CFB锅炉内三维流场的模拟试验装置，其特征在于，包括测试箱体、发料装置、分离装置、返料装置、鼓风机、引风机、检测装置、计算机，所述测试箱体上端设有排气口，所述测试箱体下端设有鼓风口，所述测试箱体上位于排气口和鼓风口之间还设有进料口和返料口，所述发料装置与所述进料口连通，所述分离装置的进气口与所述排气口连通，所述分离装置的回流口与返料装置的入口连通，所述分离装置的排出口与引风机连通，所述返料装置的出口与所述返料口连通，所述鼓风机与所述鼓风口连通，所述检测装置包括光发生器、拍摄装置，所述光发生器的光源在测试箱体中形成光区，所述拍摄装置的拍摄焦点落在所述光区中，所述拍摄装置与计算机连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙超凡，彭泽宏，邓剑华，苏湛清，李德波，廖宏楷，徐齐胜，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44
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