本发明专利技术公开了一种高温炉以及应用该高温炉的液滴蒸发试验装置，属于液滴蒸发试验装置领域，具体涉及一种高温炉的液滴蒸发试验装置，由高压定容弹、加热系统、液滴生成系统、输气系统和图像采集系统组成；加热系统中包括上述的高温炉，输气系统包括输气环管、一端与输气环管相连的辅助输气管、与输气环管通过惰性气体传送管相连的泵体，辅助输气管的另一端与滴液的传输管相连，辅助输气管上设有控制阀，在辅助输气管出气端口设有一个与其轴线垂直的柔性连杆，该柔性连杆上端通过摆动条连接有一个摆动体。本发明专利技术是一种可以观察液滴不同移动轨迹、不同掉落状态下蒸发现象的液滴蒸发试验装置。验装置。验装置。
【技术实现步骤摘要】
一种高温炉以及应用该高温炉的液滴蒸发试验装置
[0001]本专利技术属于液滴蒸发试验装置领域，具体涉及一种高温炉以及应用该高温炉的液滴蒸发试验装置。
技术介绍
[0002]喷雾本质上是大量液滴的蒸发，由于喷雾过程的复杂性，研究整个喷雾的雾化和蒸发机理是相当困难的，单个液滴的特性对于分析喷雾过程至关重要，因此有必要对研究单个液滴的蒸发特性进行研究。目前，液滴的蒸发的试验研究方法主要有4种：飞滴法、悬浮法、依附法和悬挂法。本专利技术是针对悬挂法开发的装置。
[0003]悬挂法是将液滴悬挂于超细热电偶丝、石英丝、SiC丝或陶瓷丝上，利用移动装置快速将液滴置于高温高压环境中进行蒸发，同时利用高速相机拍摄液滴蒸发过程。该方法的不足之处在于微细悬丝会对液滴的蒸发产生影响，液滴形状不规则，但是该方法具有显著的优点是液滴静止，可以观察到整个液滴的蒸发、变形和破碎过程，还可以利用热电偶丝测量液滴的温度。随着研究的发展，对温度、压力及空气流动等因素的要求越来越高。
[0004]现有技术如申请号201810661201.4，专利技术名称为《一种单液滴蒸发实验装置》。该专利技术属于液滴蒸发
，具体涉及一种单液滴蒸发实验装置，该装置包括第一腔体和第二腔体，第一腔体设置在第二腔体的正上方，且通过一个竖直的孔道相连通。第一腔体内设置有液滴产生模块，用于产生单液滴，并使单液滴在重力作用下通过孔道向第二腔体滴落；在第二腔体内设置有石英挂丝，石英挂丝设置在孔道的下口的下方、用于悬挂住从第一腔体滴落的单液滴。由于单液滴是从第一腔体中滴落下来的，无需打开第二腔体向其中送入单液滴，因此不会对两个腔体的高压环境造成影响，从而能够解决高压环境下单液滴生成和悬挂困难的问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种可改变液滴移动轨迹、实现液滴不同掉落状态、不同气流变化、滴液位移速度变化、减少高温或高压影响、稳定性好、准确度高的高温炉以及应用该高温炉的液滴蒸发试验装置。
[0006]本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：一种高温炉，包括：炉体，炉体上呈直线的相对两面上设置石英玻璃视窗，设置在炉体上的热电偶和加热丝，热电偶和加热丝避开石英玻璃视窗，加热丝与外部温控仪相连，加热功率通过电流大小调节。
[0007]优选地，炉体由双层陶瓷材料外包304不锈钢制成，加热丝设置在双层陶瓷中间，热电偶设置在高温炉的上方。
[0008]优选地，热电偶为K型热电偶，热电偶测点直径为0.5 mm。
[0009]优选地，温控仪为可控硅式控制，通过PID调节可控硅导通角调节电热丝的电流大小。
[0010]本专利技术公开了应用了上述高温炉的液滴蒸发试验装置，包括：高压定容弹，高压定容弹包括上高压热容弹和下定容弹，高压热容弹和下定容弹之间通过球阀连通，加热系统，加热系统中包括权利要求的高温炉，液滴生成系统，用于实现滴液生成与悬挂到悬丝上部，且将滴液送入高压热容弹，该装置还包括输气系统，输气系统包括输气环管、一端与输气环管相连的辅助输气管、与输气环管通过惰性气体传送管相连的泵体，辅助输气管的另一端与滴液传输管相连，滴液传输管用于连通高压热容弹与球阀，辅助输气管上设有控制阀，在辅助输气管出气端口设有一个与其轴线垂直的柔性连杆，该柔性连杆上端通过摆动条连接有一个摆动体。
[0011]本专利技术的一个目的研究不同状态的滴液在高温炉内的反应，按本专利技术方法的输气系统，可以向高温炉中引入微量惰性气体，实现改变滴液移动轨迹的效果，观察移动中的滴液的蒸发过程，通过辅助气管上控制阀是否同时开闭，可以实现对紊流下滴液的移动轨迹的观察，通过气流的大小，可以将滴液吹落到高温炉中，并在气流的作用下，实现不同的掉落状态，如使滴液以螺旋状态掉落到高温炉中，研究不同状态的滴液在高温炉内的蒸发反应。本专利技术的辅助输气管中设置有摆动条和摆动体，摆动条和摆动体的设置能够削减辅助输气管出气端口方向的惰性气体输出流速，以改变滴液位移速度产生的影响。本专利技术的辅助输气管中设置有摆动条和摆动体的设计可以避免滴液进入到辅助输气管内部。
[0012]优选地，辅助输气管倾斜环绕于滴液的传输管外部，辅助输气管至少3根，辅助输气管的出气口在同一水平面上，辅助输气管之间的角度两两相等。
[0013]更优选地，辅助输气管为3根。
[0014]优选地，高压定容弹由上下两个组成，下定容弹用于放置液滴输送系统，上下定容弹独立冲压，压力相同后打开中间的球阀，让液滴进去高温炉中；高压定容弹的主体材料在1000℃工作时屈服强度为205MPa以上。
[0015]优选地，液滴生成系统包括液滴生成装置和用于悬挂液滴的碳化硅丝，碳化硅丝位于液滴输送系统上；液滴生成装置由微量注射泵、极细玻璃管组成。
[0016]更优选地，液滴输送系统还包括滚珠丝杆。
[0017]优选地，图像采集系统包括高速相机、LED背光灯、电脑，高速相机前面设置有显微镜头；高速相机、LED背光灯相应设置于石英玻璃视窗的直线上。
[0018]优选地，高压定容弹的主体材料为304不绣刚。
[0019]优选地，液滴生成装置设置于壳体内部，壳体与液压杆相连，壳体通过液压杆进行移动。壳体通过液压杆的推动进入到滴挂入口，在此处液滴输送系统上的碳化硅丝滴挂上液滴，进行液滴蒸发试验。滴液悬挂往往被设置在滴液挂入口内部，滴液挂入口通常设置在液滴蒸发试验装置的内部，但是，液滴蒸发试验装置内部温度高，导致滴液受到高温影响而导致滴液悬挂不稳定，因此，本专利技术将滴液悬挂设于一个壳体内部，通过液压杆推动该壳体进入到滴挂入口，与液滴输送系统中端部部件相接滴挂，这样避免滴液悬挂方案长时间处于设备内部可能被高温、高压等条件影响，以及增加设备复杂程度。本专利技术中的滴液悬挂方案中，极细玻璃管是通过缓冲架与壳体之间形成稳定连接，这样可以保证极细玻璃管在外部液压杆推动壳体的情况下，极细玻璃管无震动，特别是不会导致端部出液口的震动或断裂；其次，通过缓冲架、减震垫以及粘附层来实现与极细玻璃管的连接实现了极细玻璃管与
壳体的稳定连接，避免极细玻璃管运移等过程中水平度发生偏差，降低液滴的滴挂效果；最后，通过缓冲架、减震垫以及粘附层、壳体等可以再次降低设备内部的高温、高压环境对滴液悬挂方案的影响以及增加设备复杂程度。
[0020]本专利技术由于采用了高压定容弹、加热系统、液滴生成系统、输气系统和图像采集系统组成液滴蒸发试验装置，在液滴生成系统中，将液滴生成装置设置于壳体内部，壳体与液压杆相连，壳体通过液压杆进行移动。因而具有如下有益效果：可以向高温炉中引入微量惰性气体，实现改变滴液移动轨迹的效果，观察移动中的滴液的蒸发过程，通过辅助气管上控制阀是否同时开闭，可以实现对紊流下滴液的移动轨迹的观察，通过气流的大小，可以将滴液吹落到高温炉中，并在气流的作用下，实现不同的掉落状态，如使滴液以螺旋状态掉落到高温炉中，研究不同状态的滴液在高温炉内的蒸发反应。本专利技术的辅助输气管中设置有摆动条和摆动体，摆动条和摆动体的设置能够削减辅助输气管出气端口方向的惰性气体输本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高温炉（10），包括：炉体，炉体的相对两面上设置石英玻璃视窗，设置在炉体上的热电偶和加热丝，所述热电偶和加热丝避开石英玻璃视窗，加热丝与外部温控仪相连，加热功率通过电流大小调节。2.根据权利要求1所述的一种高温炉，其特征是：所述炉体由双层陶瓷材料外包304不锈钢制成，加热丝设置在双层陶瓷中间，热电偶设置在高温炉的上方。3.根据权利要求1所述的一种高温炉，其特征是：所述热电偶为K型热电偶，热电偶测点直径为0.5 mm。4.根据权利要求1所述的一种高温炉，其特征是：所述温控仪为可控硅式控制，通过PID调节可控硅导通角调节电热丝的电流大小。5.包括权利要求1所述高温炉的液滴蒸发试验装置，包括：高压定容弹，所述高压定容弹包括上高压热容弹（20）和下定容弹（70），所述高压热容弹（20）和下定容弹（70）之间通过球阀（50）连通，加热系统，所述加热系统中包括权利要求1所述的高温炉（10），液滴生成系统（60），用于实现滴液生成与悬挂到悬丝上部，且将滴液送入高压热容弹（20），其特征在于：还包括输气系统（30），所述输气系统包括输气环管（31）、一端与输气环管（31）相连的辅助输气管（32）、与输气环管（31）通过惰性气体传送管（34）相连的泵体（35），所述辅助输气管（32）的另一端与滴液传输管（27）相连，所述滴液传输管（27）用于连通高压热容弹（20）与球阀（50），所述辅助输气管（32）上设有控...
【专利技术属性】
技术研发人员：周枫，王继刚，孙春华，董新宇，唐新程，乔信起，周新聪，王帅军，
申请(专利权)人：浙江省海洋开发研究院，
类型：发明
国别省市：
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