【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气液两相混合，特别地，涉及一种生成含微纳米气泡液体的方法。此外，本专利技术还涉及一种生成含微纳米气泡液体的装置。
技术介绍
1、液体中可能存在很多的微小气泡，当气泡直径在100μm以下称作微米气泡，直径为100nm以下的气泡称为纳米气泡。微纳米气泡是指气泡发生时直径在数十微米到数百纳米之间的气泡。
2、无论是微米气泡、纳米气泡，还是上述微纳米气泡，其共同特点是尺寸小，比表面积大，往往具有常规气泡所不具备的物理与化学特性，比如表面带电荷、吸附效率高，在液体中上升速度慢，可以在液体中长时间稳定存在，等等。为了叙述方便起见，下面统称为微纳米气泡。
3、由于含有微纳米气泡的液体具有许多独特的性质，近年来得到了广泛的应用。
4、最典型的是微纳米气泡水。
5、在水中通入微纳米气泡，可有效分离水中固体杂质、快速提高水体氧浓度、杀灭水中有害病菌、降低固液界面摩擦系数，因此在气浮净水、水体增氧、臭氧水消毒和微气泡减阻等领域中得到了广泛的应用。
6、微纳米气泡发生器是生成含微纳米气泡液体的核心装置，它的性能好坏直接影响生成的气泡尺寸、数量和均匀度。根据产生含微纳米气泡液体的方法不同有许多不同的类型。
7、目前制造含微纳米气泡液体的方法有很多，如机械切割搅拌法、加压溶气释气法、水温差法、电场法、超声波法等。
8、加压溶气效率非常低、制造成本高；水温差法、电场法、超声波法则都是设备复杂、操作过程繁琐、能耗较高，在实际应用中推广有限。
9、机械切
10、最简单的方法是利用液体流动时的剪切空化现象，将原来溶解在液体中的气体释放出来形成微纳米气泡。但由于常温常压下空气在水中的溶解度不到2％，而且这些空气也不可能全部释放出来形成气泡，所以由此生成的含微纳米气泡液体中，气泡的数量和浓度都非常有限。
11、现有技术含微纳米气泡液体的制造方案中，主要存在以下问题：
12、1、结构比较复杂，制造含微纳米气泡液体的过程中，需要外部动力源输入能量；
13、2、进气量较小，需要通过各种设备组合才能生成大量高浓度的含微纳米气泡液体；精准控制粒径不太方便，一般只能通过曝气装置来控制微纳米气泡的粒径；更适合用来生成微米级气泡，生成纳米级气泡时浓度较低。
14、3、利用液体流动时的剪切空化现象，将原来溶解在液体中的气体释放出来形成微纳米气泡，不能利用外部气源，因而生成的气泡数量和浓度均有限。
15、4、需要依靠气液混合泵来生成微纳米气泡，结构比较复杂。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种生成含微纳米气泡液体的装置及方法，以相对简单的方法大量生产高浓度的微纳米气泡液体，且实现气泡粒径均匀可控，以解决现有含微纳米气泡液体的制造方案，结构复杂，需要借助外部动力源，无法选择和利用外部气源，气泡数量、浓度、均匀性均难以控制的技术问题。
2、根据本专利技术的一个方面，提供一种生成含微纳米气泡液体的方法，包括以下步骤：液体定速定量定压的输送至文氏管，在文氏管的喉部产生负压效应，并在文氏管的负压区内形成高雷诺数湍流；利用微孔的气流分割效应制备形成微纳米气泡并连通至文氏管的负压区，微纳米气泡经文氏管负压区的负压作用而被吸入负压区，吸入负压区的微纳米气泡进入高雷诺数湍流中被进一步地破碎并均匀分散到液体中；输出均匀混合微纳米气泡的液体。
3、进一步地，文氏管负压区形成的高雷诺数湍流的雷诺数re≥10000。
4、根据本专利技术的另一方面，还提供了一种生成含微纳米气泡液体的装置，包括依次布设的进液筒、进气筒、出液筒以及芯棒组件，进液筒、进气筒、出液筒以及芯棒组件同轴布设，通过芯棒组件将进液筒、进气筒和出液筒连接为整体结构；芯棒组件的进液端作为文氏管的进液端并限位于进液筒内，芯棒组件的出液端作为文氏管的出液端并限位于出液筒内，芯棒组件的中段突出部在径向方向上与进气筒对应布设并构成文氏管的喉部环形通道；进气筒采用微孔结构，进液筒和出液筒包覆于进气筒外并留有用于将进气筒与外界连通的通气通道。
5、进一步地，文氏管喉部中径dm按以下公式设计：
6、
7、其中：
8、dm为文氏管喉部中径，单位为m；
9、q为体积流量，单位为m3/s；
10、re为雷诺数，雷诺数re≥10000；
11、v为流体运动粘度，单位为㎡/s。
12、进一步地，进气筒的材料采用微孔陶瓷、泡沫金属或金属烧结微孔过滤材料，且材料的孔隙率小于或等于10％，微孔最大径向尺寸小于或等于2μm。
13、进一步地，进气筒包括内衬层、中层微孔层以及外骨架层，内衬层为金属网格支承层或陶瓷网格支承层，中层微孔层为微孔滤膜层，外骨架层为金属骨架或陶瓷骨架；微孔滤膜层的微孔最大径向尺寸小于或等于2μm。
14、进一步地，进气筒的外部还环设有保护套筒，保护套筒与进气筒间隔布设且在保护套筒与进气筒之间形成缓冲进气室，保护套筒上设有开设有至少一个进气孔。
15、进一步地，进气孔上连有进气嘴、单向进气阀或气体发生器。
16、进一步地，保护套筒上轴向和/或周向排布有多组进气孔，同一组进气孔彼此平行布设且孔形和孔径相同，不同组进气孔的孔朝向、孔形或孔径中的至少一个不同。
17、进一步地，保护套筒沿轴向和/或周向可滑动地布设于进液筒与出液筒之间，通过保护套筒与进液筒和/或出液筒之间的孔配合，进而控制连通外界的进气孔的数量和/或进气孔的类型。
18、本专利技术具有以下有益效果：
19、本专利技术生成含微纳米气泡液体的方法，综合运用了文氏管的负压效应、高雷诺数湍流对流体的剪切混合作用以及微孔材料对气流的分割效应；当液体定速度、定流量、定压力的进行输送并通过文氏管时，在文氏管的喉部区域产生负压效应，形成具有稳定负压的负压区，并在负压区形成稳定的高雷诺数湍流，在此基础上利用微孔的气流分割效应制备产生粒径均匀且稳定的微纳米气泡并连通至文氏管的负压区，经负压区的负压作用将稳定产生的微纳米气泡吸入至负压区并经过高雷诺数湍流的进一步地破碎作用，形成更微小且均匀的微纳米气泡并均匀分散至喉部区域这一狭小区域的液体中，进而稳定输出均匀混合有高浓度微纳米气泡的液体。气源可以由外部引入，并且相应的气源量可以任意控制，并经由微孔的气流分割效应制备产生粒径均匀的微纳米气泡，因此液体中微纳米气泡的浓度和/或气体类别可以任意调节。通过液体的速度、流量、压力的调节，和/或气源的速度、流量、压力的调节，综合高雷诺数湍流与经微孔制备并进入的微纳米气泡，可以轻易的控制微纳米气泡的粒径以及浓度。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种生成含微纳米气泡液体的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的生成含微纳米气泡液体的方法，其特征在于，
3.一种生成含微纳米气泡液体的装置，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的生成含微纳米气泡液体的装置，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的生成含微纳米气泡液体的装置，其特征在于，
6.根据权利要求4所述的生成含微纳米气泡液体的装置，其特征在于，
7.根据权利要求3至6中任一项所述的生成含微纳米气泡液体的装置，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的生成含微纳米气泡液体的装置，其特征在于，
9.根据权利要求7所述的生成含微纳米气泡液体的装置，其特征在于，
10.根据权利要求9所述的生成含微纳米气泡液体的装置，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种生成含微纳米气泡液体的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的生成含微纳米气泡液体的方法，其特征在于，
3.一种生成含微纳米气泡液体的装置，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的生成含微纳米气泡液体的装置，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的生成含微纳米气泡液体的装置，其特征在于，
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐友良，刘黎明，张浩，龚京忠，苏晨嘉，陈明，龙泽铭，李泽灏，
申请(专利权)人：湖南九九智能环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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