超临界二氧化碳射流围压釜以及监测系统技术方案

本发明专利技术涉及超临界二氧化碳，提供一种超临界二氧化碳射流围压釜，包括釜体以及釜盖，釜盖上设置有射管，于腔室内且正对射管处安设有靶盘，靶盘背离射管一侧设置有密封腔以及位于密封腔内的传感器，传感器的信号线由密封腔导至釜体外侧，且于釜体正对射管与靶盘之间处设置有可视化窗；还提供一种超临界二氧化碳射流监测系统，包括上述围压釜。本发明专利技术的围压釜通过传感器可以获取射流冲击靶盘时产生的瞬间压力，且将该压力信息通过信号线传递至信号采集器进行数据分析，另外由于釜体上设置有可视化窗，通过高速摄影及PIV测量可以对射流冲击靶盘进行影像记录，进而可以达到对超临界二氧化碳定性观察以及定量测试的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超临界二氧化碳射流，尤其涉及一种超临界二氧化碳射流围压釜以及监测系统。
技术介绍
超临界二氧化碳是当压力高于7.38MPa，温度高于304.1K时，二氧化碳进入的一种超临界状态。超临界二氧化碳具有和液体相近的密度，略高于气体但明显低于液体的粘度，扩散系数也为液体的10～100倍。因其独特的物理性质，超临界二氧化碳被广泛应用在医药、化工、食品、油气等领域。超临界二氧化碳射流是一种将超临界二氧化碳作为射流介质的新型射流。不同于传统水射流，超临界二氧化碳射流具有能量耗散小、破碎能力强、导热效率高等诸多优势，在非常规油气开采、精密仪器清洗等领域的应用前景非常广阔。目前，超临界二氧化碳射流领域的试验系统只能通过比较冲蚀效果和破碎情况来优化射流参数，而无法定量测量不同工作参数条件下的射流冲击力和引起的温度剧变，或者只能对解堵增渗有一定效果，但更偏向实际应用，不适用试验研究各个工作参数的影响，以达到优化工作参数的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种超临界二氧化碳射流围压釜，旨在用于解决现有的超临界二氧化碳射流难以进行定性观察以及定量测试的问题。本专利技术是这样实现的：本专利技术实施例提供一种超临界二氧化碳射流围压釜，包括具有腔室的釜体以及闭合所述腔室的釜盖，所述釜盖上设置有由外侧伸入所述腔室内且用于喷射超临界二氧化碳的射管，于所述腔室内且正对所述射管处安设有靶盘，所述r>靶盘背离所述射管一侧设置有密封腔以及位于所述密封腔内的传感器，所述传感器的信号线由所述密封腔导至所述釜体外侧，且于所述釜体正对所述射管与所述靶盘之间处设置有可视化窗。进一步地，所述靶盘通过至少一根支撑杆安设于所述腔室的内壁上，各所述支撑杆一端固定于所述腔室的内壁上，另一端安设至所述靶盘上，所述信号线由其中一所述支撑杆的内侧引导至所述釜体外侧。进一步地，所述釜体远离所述釜盖的一侧设置有与所述腔室连通的至少一个泄压口，每一所述泄压口处均安设有调压阀。进一步地，于所述釜体上开设有水浴流道、浴水进口以及浴水出口，所述浴水进口与所述浴水出口均连通至所述水浴流道，所述水浴流道环绕所述釜体。进一步地，所述射管包括穿过所述釜盖的管体以及设置于所述管体朝向所述靶盘一侧端部的喷嘴。进一步地，所述管体的外表面上设置有外螺纹，所述釜盖供所述管体穿过的通孔的内壁上设置有与所述外螺纹配合的内螺纹。进一步地，所述靶盘与所述喷嘴之间的距离为5-200mm。进一步地，所述可视化窗包括开设于所述釜体上的开口以及封堵所述开口的透明板，所述透明板朝向所述腔室的一侧与所述釜体之间夹设有密封圈。进一步地，所述釜盖内嵌于所述釜体上，两者之间螺纹连接，且于所述釜盖向外一侧开设有拆装孔。本专利技术实施例还提供一种超临界二氧化碳射流监测系统，包括信号采集器，还包括上述的超临界二氧化碳射流围压釜，所述传感器的所述信号线电连接至所述信号采集器。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的围压釜中，射管可喷射超临界二氧化碳，且射流冲击至靶盘上，由于把靶盘的其中一侧设置有传感器，通过该传感器可以获取射流冲击靶盘时产生的瞬间压力，且将该压力信息通过信号线传递至外侧进行数据分析，另外由于釜体上设置有可视化窗，通过高速摄影及PIV测量可以对射流冲击靶盘进行影像记录，从而借助这种围压釜可以对超临界二氧化碳实现定性观察与定量测试，具有非常好的试验价值。另外将传感器置于密封腔内，可以有效避免腔室内的超临界二氧化碳对传感器的精确检测产生影响。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例提供的超临界二氧化碳射流围压釜的结构示意图；图2为图1的超临界二氧化碳射流围压釜的俯视图；图3为图1的超临界二氧化碳射流围压釜的釜体部分的爆炸图；图4为图1的超临界二氧化碳射流围压釜的釜盖部分的爆炸图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。参见图1，本专利技术实施例提供一种超临界二氧化碳射流围压釜，包括釜体1以及釜盖2，釜体1具有腔室3，且该腔室3的一端为开口状，通过釜盖2对其进行闭合封堵，使得腔室3为密封环境，在釜盖2上设置有一射管4，射管4由釜盖2的外侧伸入腔室3内，通过该射管4可以向腔室3内喷射超临界二氧化碳，在腔室3内设置有靶盘31，靶盘31正对射管4的一端部，其喷出的超临界二氧化碳可直接射至靶盘31上，在靶盘31背离射管4的一侧设置有密封腔32，该密封腔32可由一箱体与靶盘31围合形成，在密封腔32内设置有一传感器321，具体为在靶盘31背离射管4的一侧面上开设有安装孔311，当然安装孔311没有穿透靶盘31，将传感器321的一端部卡紧安装于该安装孔311内，安装孔311根据传感器321的端部尺寸设定，直径可为1mm左右，一般为保证密封腔32的密封性能，靶盘31部分嵌设于箱体上，且在其嵌设部位处设置有密封圈，对于传感器321的信号线322则由密封腔32导至釜体1外侧，用于传输传感器321获取的信息，即将传感器321安设于密封腔32内时，射管4喷出的超临界二氧化碳难以对传感器321的性能产生干扰，可以有效保证传感器321检测的准确性，另外在釜体1上还设置有可视化窗11，该可视化窗11对应射管4与靶盘31之间处，可以观察由射管4喷射至靶盘31上的超临界二氧化碳形成的射流。本实施例中，超临界二氧化碳由射管4喷射至靶盘31上，且在持续喷射的过程中，射管4的端部与靶盘31之间形成射流，通过密封腔32内的传感器321可以获取射流冲击靶盘31产生的瞬间压力，且将该压力数据经信号线322传递至外侧进行数据处理，可以达到定量测试的目的，而在另一方面由于釜体1对应射流处开设有可视化窗11，能够由外界观察射流，具体地可通过高速摄影及PIV测量可以对射流冲击靶盘31进行影像记录，以达到定性观察的目的。对此通过这种结构的围压釜，可以定量测试与定性观察超临界二氧化碳射流，获取精确<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超临界二氧化碳射流围压釜，包括具有腔室的釜体以及闭合所述腔室的釜盖，其特征在于：所述釜盖上设置有由外侧伸入所述腔室内且用于喷射超临界二氧化碳的射管，于所述腔室内且正对所述射管处安设有靶盘，所述靶盘背离所述射管一侧设置有密封腔以及位于所述密封腔内的传感器，所述传感器的信号线由所述密封腔导至所述釜体外侧，且于所述釜体正对所述射管与所述靶盘之间处设置有可视化窗。

【技术特征摘要】
1.一种超临界二氧化碳射流围压釜，包括具有腔室的釜体以及闭合所述腔
室的釜盖，其特征在于：所述釜盖上设置有由外侧伸入所述腔室内且用于喷射
超临界二氧化碳的射管，于所述腔室内且正对所述射管处安设有靶盘，所述靶
盘背离所述射管一侧设置有密封腔以及位于所述密封腔内的传感器，所述传感
器的信号线由所述密封腔导至所述釜体外侧，且于所述釜体正对所述射管与所
述靶盘之间处设置有可视化窗。
2.如权利要求1所述的超临界二氧化碳射流围压釜，其特征在于：所述靶
盘通过至少一根支撑杆安设于所述腔室的内壁上，各所述支撑杆一端固定于所
述腔室的内壁上，另一端安设至所述靶盘上，所述信号线由其中一所述支撑杆
的内侧引导至所述釜体外侧。
3.如权利要求1所述的超临界二氧化碳射流围压釜，其特征在于：所述釜
体远离所述釜盖的一侧设置有与所述腔室连通的至少一个泄压口，每一所述泄
压口处均安设有调压阀。
4.如权利要求1所述的超临界二氧化碳射流围压釜，其特征在于：于所述
釜体上开设有水浴流道、浴水进口以及浴水出口，所述浴水进口与所述浴水出
口均连通至所述水浴流道，所述水浴流道环绕所述釜...

【专利技术属性】
技术研发人员：康勇，江建洪，胡毅，王晓川，黄满，蔡灿，
申请(专利权)人：武汉大学，苏州大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42