一种用于流场示踪的均匀粒子气流产生装置及方法与流程

1.本发明涉及空气动力学研究技术领域，具体涉及一种用于流场示踪的均匀粒子气流产生装置及方法。


背景技术：

2.流场粒子示踪方法广泛应用于各种气体流场的空气动力特性研究，包括冷流流场、加热流场、燃烧流场等。
3.目前，示踪粒子掺混方式主要有两种，一种是流化床式的粒子掺混方法，该方法容易形成固定微通道，粒子气流内的粒子含量会随时间逐渐减少，且粒子易堆积于多孔隔板；另一种是旋流式粒子掺混方法，这种方式虽然具有强剪切作用，能有效减少粒子团聚，但粒子易于堆积在无旋流的旋流器正上方，造成粒子在罐体内凝结成块。
4.为此，有必要设计一种新的示踪粒子掺混方式及设备，以将粒子与气体充分均匀掺混，产生均匀的粒子气流，满足不同气体流场的示踪实验需要。


技术实现要素：

5.本发明的一个目的在于提供一种用于流场示踪的均匀粒子气流产生装置，以解决现有技术中流化床式粒子掺混方法和旋流式粒子掺混方法存在的问题，通过结构设计实现流化床原理和旋流强剪切原理的结合，将粒子与气体充分均匀掺混，同时避免粒子沉积结块，能够产生均匀的粒子气流。
6.上述目的通过下述技术方案实现：
7.一种用于流场示踪的均匀粒子气流产生装置，包括容器，所述容器的顶部设置有粒子进料口和气体出口，所述气体出口经第一阀门连接有气流导流管，所述容器的底部设置有气体进口，所述气体进口经第二阀门连接有气源导流管，所述容器内设置有第一隔板，所述第一隔板的上表面设置有沿第一隔板的周向沿伸的环状体、以及位于所述环状体内侧的锥体，所述锥体与环状体之间形成有用于堆积粒子的堆积区，所述堆积区的宽度自上至下逐渐减小，所述第一隔板上还设置有气孔区，所述气孔区上设置有若干连通第一隔板的下部空间和堆积区的第一通孔，所述第一通孔的轴线与容器的轴线存在夹角。
8.本技术方案中，与现有技术相同的是，所述均匀粒子气流产生装置的容器上设置有用于向容器内投放示踪粒子的粒子进料口；容器底部设置有气体进口，气体进口经第二阀门连接有气源导流管，通过开启第二阀门，气源的气体经气源导流管、第二阀门、气体进口，从容器的底部进入容器内；容器顶部设置有气体出口，气体出口经第一阀门连接有气流导流管，在充气一段时间，容器内压力升高、气体与示踪粒子充分掺混后形成均匀粒子气流，开启第一阀门，均匀粒子气流则依次经气体出口、第一阀门和气流导流管注入至气体流场进行粒子示踪。
9.与现有技术不同的是，在容器内设置有用于堆积示踪粒子的第一隔板，第一隔板沿径向由内到外包括三个区域。其中，最里层为圆形区域，该区域用于放置锥体，所述锥体
可以是圆锥体、棱锥体，也可以是其他直径自上至下逐渐增大的锥体，同时，锥体可以固定安装于该圆形区域，也可以在圆形区域上相对自身轴线旋转。最外层为环形区域，该区域用于放置环状体，环状体的横截面可以是梯形、三角形，也可以是其他横截面宽度自上至下逐渐增大的环状体。通过上述结构，在最里层设置的锥体和最外层设置的环状体之间形成的堆积区的宽度，也即锥体的外表面到环状体的内表面之间的距离，自上至下逐渐减小，从而将堆积在第一隔板上方的示踪粒子向第一隔板的中间层区域引导，示踪粒子聚集于第一隔板的中间层区域。
10.第一隔板的中间层区域为气孔区，气孔区上设置的若干第一通孔连通第一隔板的上部空间和下部空间，而上部空间的底部则为锥体和环状体之间的堆积区。第一通孔使得第一隔板下部空间的气体充入后进入第一通孔的上部空间，冲击、掺混、搅动堆积的示踪粒子。所述第一通孔为斜切孔，优选为斜切圆形通孔，第一通孔的轴线即母线，与容器的轴线之间存在夹角，使得高压气体在通过第一通孔时，对粒子与气流掺混具有多孔流化、旋流剪切、旋风分离的作用。
11.本技术方案通过上述结构设计利用锥体和环状体的斜坡效应将示踪粒子聚集于气孔区，能够有效地提高高压气体对示踪粒子的冲击，减少局部气体涡流，同时避免示踪粒子沉积结块，并且，第一隔板上设置的斜切通孔结合堆积区自上至下逐渐减小宽度设计，能够实现流化床原理和旋流强剪切原理的结合，将粒子与气体充分均匀掺混，进而在较短时间内即产生均匀的粒子气流，增强了粒子与气体的混匀程度，提高了粒子气流产生效率，通过调节气流进口气源压力、固体微粒种类及份量，可满足不同气体流场的示踪实验需要。
12.进一步地，所述第一通孔的轴线与容器的轴线之间的夹角为30
°
～60
°
。优选地，所述第一通孔的轴线与容器的轴线之间的夹角为45
°
。
13.进一步地，所述第一通孔的孔径为0.1～2mm，且相邻两个第一通孔的间距为0.1～2mm。优选地，所述第一通孔的孔径为2mm，孔间距为2mm。
14.进一步地，所述锥体为圆锥体，所述环状体的横截面为直角三角形，所述锥体与环状体的高度相同，且均等于第一隔板的半径。
15.作为本发明的一种优选结构，所述锥体的底部设置有驱动杆，所述驱动杆的下端活动贯穿所述第一隔板，所述驱动杆上设置有位于第一隔板的下部空间的叶片。
16.本技术方案中，锥体能够相对于第一隔板转动，转动的动力由来自气体进口的高压气体冲击叶片产生。具体地，锥体底部设置的驱动杆的活动贯穿第一隔板并延伸至第一隔板的下部空间，同时，在驱动杆上设置有若干叶片，叶片位于第一隔板的下部空间，优选地，叶片沿驱动杆的周向均匀分布。
17.高压气体经气体进口充入第一隔板的下部空间后，大部分高压气体经第一通孔冲击堆积区内堆积的示踪粒子，小部分高压气体冲击叶片、带动驱动杆绕自身轴线旋转，驱动锥体旋转。锥体在旋转过程中，带动堆积在其表面的示踪粒子旋转移动，进而造成堆积的示踪粒子的整体松动，避免底层示踪粒子沉积压实，不仅有利于高压气体自第一通孔充入至第一隔板上部，而且有效地减少了示踪粒子与气体的掺混时间，提高了掺混效率，能够在更短的时间内达成稳定的、均匀的粒子气流。
18.进一步地，所述锥体的锥面上设置有搅动板，所述搅动板沿锥体的周向均匀分布。在气流的带动下，锥体初始旋转时，锥体上设置的搅动板能够大幅地提高搅动效果，带动更
多的贴附于锥体上的示踪粒子转动，进而快速瓦解沉积的示踪粒子，同时，在大部分示踪粒子已悬浮于第一隔板的上部空间时，旋转搅动板能够有效地带动气体旋转，进一步加强旋流剪切效果，达到提升粒子气流混匀效率，缩短混匀时间的目的。
19.进一步地，所述锥体的底面设置有滚珠槽，所述滚珠槽内设置有若干滚珠，所述滚珠的直径等于所述滚珠槽的深度。滚珠槽内设置的若干滚珠能够将锥体底面与第一隔板最里层的圆形区域之间的滑动摩擦转换为滚动摩擦，降低转动阻力，提高锥体的转动效果，尤其适用于锥体表面设置有搅动板的技术方案，能够促使锥体在气流的带动下迅速开始转动。
20.作为本发明的另一种优选结构，所述容器内设置有位于第一隔板下方的第二隔板，所述第二隔板上设置有若干第二通孔，所述驱动杆上设置有放置于第二隔板上表面的转盘，所述转盘上设置有若干第三通孔，所述转盘能够相对于所述第二隔板转动，使得所述均匀粒子气流产生装置由增压状态切换至进气状态，并在均匀粒子气流产生结束后由进气状态切换至增压状态。在所述增压状态下，所述第二通孔与第三通孔未对齐，在所述进气状态下，所述第二通孔与第三通孔对齐，所述第二隔板下方的气体依次经第二通孔、第三通孔、第一通孔进入至第一隔板的上部空间。
21.本技术方案中，利用锥体的转动，粒子气流产生装置能够达到下部空间储能的增压状态，以及高压气流冲击示踪粒子的进气状态，并且，在由增压状态向进气状态转变时，能够产生足够大的瞬时压力，以快速地冲击堆积的示踪粒子，提高冲击效果，结合锥体转动瓦解示踪粒子沉积，能够显著地提高粒子与气体的初始混匀效率。
22.具体地，容器内还设置有第二隔板，第二隔板上设置有若干第二通孔。驱动杆上安装有转盘，转盘放置于第二隔板且能够相对于第二隔板转动。转盘转动过程中，转盘的第三通孔与第二通孔由不对齐转变为对齐，最终再由对齐转变为不对齐。
23.第二通孔未与第三通孔对齐时，第二隔板下方的大部分气体无法进入至第二隔板上方，在第二隔板下方产生高压，此时处于增压状态。与此同时，第二隔板下方的气体冲击叶片，带动驱动杆旋转，转盘随驱动杆同步旋转，直至第二通孔与第三通孔对齐，达到进气状态。在进气状态下，第二隔板下方的大部分气体形成的高压迅速通过第二通孔、第三通孔、第一通孔，冲击堆积区内的示踪粒子，由于此时贴近椎体的示踪粒子已经随锥体旋转有了一定的松动，在增压后的气体的冲击下，示踪粒子的沉积将瞬间瓦解，随气体在第一隔板的上部空间流动，显著地提高了粒子与气体的初始混匀效率，进一步缩短了均匀粒子气流的产生时间。
24.本发明的另一个目的在于提供一种用于流场示踪的均匀粒子气流产生方式，其基于前述任一种产生装置，通过调节气流进口气源压力、固体微粒种类及份量，可满足不同气体流场的示踪实验需要，不仅能够充分掺混示踪粒子与气体，同时可以避免粒子沉积结块，进而产生均匀的粒子气流。
25.上述目的通过下述技术方案实现：
26.一种用于流场示踪的均匀粒子气流产生方法，采用前述任一项均匀粒子气流产生装置，所述方法包括以下步骤：
27.示踪粒子经粒子进料口投放于所述第一隔板上，并堆积于所述第一隔板的堆积区和第一隔板的上部空间；
28.气体依次经气源导流管、第二阀门和气体进口进入至容器内与示踪粒子充分掺混形成均匀粒子气流，所述均匀粒子气流依次经气体出口、第一阀门和气流导流管从容器中排出。
29.本技术方案中，将示踪粒子从粒子进料口投放至第一隔板上后，用堵头封闭粒子进料口。之后关闭第一阀门，打开第二阀门，给容器充气，在容器内形成分布均匀的粒子气溶胶。接下来，开启第一阀门，通过粒子气流导流管将粒子气流注入气体流场进行粒子示踪。
30.通过上述方法，基于多孔流化和旋流强剪切作用的均匀粒子气流产生方法，具有无粒子沉积结块、粒子掺混均匀、粒子气流持续时间长的特点，适用于多种速度、温度的气体流场以及燃烧流场。
31.进一步地，在向实验流场注入粒子气流之前，通过气源导流管接通高压气源，打开第二阀门，提前给圆筒容器充气时间10s～30s，以确保粒子在这段时间内充分掺混，并悬浮于圆筒容器内，之后再打开气流出口阀门，即能获得均匀粒子气流。
32.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
33.1、本发明利用锥体和环状体的斜坡效应将示踪粒子聚集于气孔区，能够有效地提高高压气体对示踪粒子的冲击，减少局部气体涡流，同时避免示踪粒子沉积结块，并且，第一隔板上设置的斜切通孔结合堆积区自上至下逐渐减小宽度设计，能够实现流化床原理和旋流强剪切原理的结合，将粒子与气体充分均匀掺混，进而在较短时间内即产生均匀的粒子气流，增强了粒子与气体的混匀程度，提高了气流产生效率，同时，由于所有示踪粒子都参与流化进程，并减少了容器内固定气流通道形成，能够有效延长了粒子气流持续时间，另外，粒子通过调节气流进口气源压力、固体微粒种类及份量，可满足不同气体流场的示踪实验需要；
34.2、本发明通过将锥体设置为在气流带动下可绕其自身轴线旋转，可以带动堆积在其表面的示踪粒子旋转移动，进而造成堆积的示踪粒子的整体松动，避免底层示踪粒子沉积压实，不仅有利于高压气体自第一通孔充入至第一隔板上部，而且有效地减少了示踪粒子与气体的掺混时间，提高了掺混效率，能够在更短的时间内达成稳定的、均匀的粒子气流；
35.3、本发明中，锥体上设置的搅动板能够大幅地提高搅动效果，带动更多的贴附于锥体上的示踪粒子转动，进而快速瓦解沉积的示踪粒子，同时，在大部分示踪粒子已悬浮于第一隔板的上部空间时，旋转搅动板能够有效地带动气体旋转，进一步加强旋流剪切效果，达到提升粒子气流混匀效率，缩短混匀时间的目的；
36.4、本发明中，利用锥体的转动，粒子气流产生装置能够达到下部空间储能的增压状态，以及高压气流冲击示踪粒子的进气状态，并且，在由增压状态向进气状态转变时，能够产生足够大的瞬时压力，以快速地冲击堆积的示踪粒子，提高冲击效果，结合锥体转动瓦解示踪粒子沉积，能够显著地提高粒子与气体的初始混匀效率；
37.5、本发明提供的基于多孔流化和旋流强剪切作用的均匀粒子气流产生方法，具有无粒子沉积结块、粒子掺混均匀、粒子气流持续时间长的特点，适用于多种速度、温度的气体流场以及燃烧流场。
附图说明
38.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
39.图1为本发明具体实施例的粒子气流产生装置的结构示意图；
40.图2为本发明具体实施例中粒子气流产生装置的结构剖视示意图；
41.图3为本发明具体实施例中第一隔板的俯视示意图；
42.图4为本发明具体实施例中第一通孔的结构示意图；
43.图5为本发明具体实施例中粒子气流产生装置在增压状态下的局部剖视示意图，该状态下，第二隔板的第二通孔与转盘的第三通孔未对齐，且第二隔板的第二通气孔与转盘的第一通气孔对齐；
44.图6为本发明具体实施例中粒子气流产生装置在进气状态下的局部剖视示意图，该状态下，第二隔板的第二通孔与转盘的第三通孔对齐，且第二隔板的第二通气孔与转盘的第一通气孔对齐；
45.图7为本发明具体实施例中转盘在增压状态下的结构示意图；
46.图8为本发明具体实施例中转盘在进气状态下的结构示意图；
47.图9为本发明具体实施例中圆锥体的结构示意图；
48.图10为本发明具体实施例中均匀粒子气流产生流程框图。
49.附图中标记及对应的零部件名称：
[0050]1‑
容器，2
‑
气体出口，3
‑
第一阀门，4
‑
气体进口，5
‑
第二阀门，6
‑
第一隔板，61
‑
气孔区，611
‑
第一通孔，62
‑
限位件，7
‑
锥体，71
‑
驱动杆，72
‑
叶片，73
‑
搅动板，74
‑
转盘，75
‑
第一通气孔，76
‑
第三通孔，77
‑
滚珠槽，78
‑
滚珠，79
‑
挡板，8
‑
环状体，9
‑
粒子进料口，10
‑
气流导流管，11
‑
气源导流管，21
‑
第二隔板，22
‑
第二通孔。
具体实施方式
[0051]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
[0052]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
[0053]
实施例1：
[0054]
如图1至图4所示的一种用于流场示踪的均匀粒子气流产生装置，包括容器1，所述容器1的顶部设置有粒子进料口9和气体出口2，所述气体出口2经第一阀门3连接有气流导流管10，所述容器1的底部设置有气体进口4，所述气体进口4经第二阀门5连接有气源导流管11，所述容器1内设置有第一隔板6，所述第一隔板6的上表面设置有沿第一隔板6的周向沿伸的环状体8、以及位于所述环状体8内侧的锥体7，所述锥体7与环状体8之间形成有用于堆积粒子的堆积区，所述堆积区的宽度自上至下逐渐减小，所述第一隔板6上还设置有气孔区61，所述气孔区61上设置有若干连通第一隔板6的下部空间和堆积区的第一通孔611，所
述第一通孔611的轴线与容器1的轴线存在夹角。
[0055]
在部分实施例中，所述容器为圆筒状，在一个或多个实施例中，可以根据实际情况选择容器的承压能力，优选地，所述容器的承压能力比示踪实验流场背压高2mpa。相应地，粒子气流产生装置的配件承压能力与圆筒容器相匹配。在一个或多个实施例中，为了实时监测圆筒容器的压力，可在其上端面设置压力监测装置，以确保圆筒容器内的压力高于实验流场背压，粒子气流能顺利注入实验流场。
[0056]
本实施例通过上述结构设计利用锥体和环状体的斜坡效应将示踪粒子聚集于气孔区，能够有效地提高高压气体对示踪粒子的冲击，减少局部气体涡流，同时避免示踪粒子沉积结块，并且，第一隔板上设置的斜切通孔结合堆积区自上至下逐渐减小宽度设计，能够实现流化床原理和旋流强剪切原理的结合，将粒子与气体充分均匀掺混，进而在较短时间内即产生均匀的粒子气流，增强了粒子与气体的混匀程度，提高了气流产生效率，通过调节气流进口气源压力、固体微粒种类及份量，可满足不同气体流场的示踪实验需要。
[0057]
在一个或多个实施例中，所述第一通孔611的轴线与容器1的轴线之间的夹角为30
°
～60
°
。优选地，所述第一通孔的轴线与容器的轴线之间的夹角为45
°
。
[0058]
在一个或多个实施例中，所述第一通孔611的孔径为0.1～2mm，且相邻两个第一通孔611的间距为0.1～2mm。优选地，所述第一通孔的孔径为2mm，孔间距为2mm。
[0059]
优选地，所述锥体7为圆锥体，所述环状体8的横截面为直角三角形，所述锥体7与环状体8的高度相同，且均等于第一隔板6的半径。
[0060]
实施例2：
[0061]
在实施例1的基础上，如图5、图6和图9所示，所述锥体7的底部设置有驱动杆71，所述驱动杆71的下端活动贯穿所述第一隔板6，所述驱动杆71上设置有位于第一隔板6的下部空间的叶片72。
[0062]
高压气体经气体进口充入第一隔板的下部空间后，大部分高压气体经第一通孔冲击堆积区内堆积的示踪粒子，小部分高压气体冲击叶片、带动驱动杆绕自身轴线旋转，驱动锥体旋转。锥体在旋转过程中，带动堆积在其表面的示踪粒子旋转移动，进而造成堆积的示踪粒子的整体松动，避免底层示踪粒子沉积压实，不仅有利于高压气体自第一通孔充入至第一隔板上部，而且有效地减少了示踪粒子与气体的掺混时间，提高了掺混效率，能够在更短的时间内达成稳定的、均匀的粒子气流。
[0063]
在部分实施例中，如图5所示，所述锥体7的锥面上设置有搅动板73，所述搅动板73沿锥体7的周向均匀分布。在气流的带动下，锥体初始旋转时，锥体上设置的搅动板能够大幅地提高搅动效果，带动更多的贴附于锥体上的示踪粒子转动，进而快速瓦解沉积的示踪粒子，同时，在大部分示踪粒子已悬浮于第一隔板的上部空间时，旋转搅动板能够有效地带动气体旋转，进一步加强旋流剪切效果，达到提升粒子气流混匀效率，缩短混匀时间的目的。
[0064]
在一个或多个实施例中，如图9所示，所述锥体7的底面设置有滚珠槽77，所述滚珠槽77内设置有若干滚珠78，所述滚珠78的直径等于所述滚珠槽77的深度。滚珠槽内设置的若干滚珠能够将锥体底面与第一隔板最里层的圆形区域之间的滑动摩擦转换为滚动摩擦，降低转动阻力，提高锥体的转动效果，尤其适用于锥体表面设置有搅动板的技术方案，能够促使锥体在气流的带动下迅速开始转动。
[0065]
实施例3：
[0066]
在上述实施例的基础上，如图5至图9所示的一种用于流场示踪的均匀粒子气流产生装置，所述容器1内设置有位于第一隔板6下方的第二隔板21，所述第二隔板21上设置有若干第二通孔22，所述驱动杆71上设置有放置于第二隔板21上表面的转盘74，所述转盘74上设置有若干第三通孔76，所述转盘74能够相对于所述第二隔板21转动，使得所述均匀粒子气流产生装置由增压状态切换至进气状态，并在均匀粒子气流产生结束后由进气状态切换至增压状态；
[0067]
在所述增压状态下，所述第二通孔22与第三通孔76未对齐，在所述进气状态下，所述第二通孔22与第三通孔76对齐，所述第二隔板21下方的气体依次经第二通孔22、第三通孔76、第一通孔611进入至第一隔板6的上部空间。
[0068]
如图7所示，第二通孔未与第三通孔对齐时，第二隔板下方的大部分气体无法进入至第二隔板上方，在第二隔板下方产生高压，此时处于增压状态。与此同时，第二隔板下方的气体冲击叶片，带动驱动杆旋转，转盘随驱动杆同步旋转，直至第二通孔与第三通孔对齐，达到进气状态。如图8所示，在进气状态下，第二隔板下方的大部分气体形成的高压迅速通过第二通孔、第三通孔、第一通孔，冲击堆积区内的示踪粒子，由于此时贴近锥体的示踪粒子已经由锥体带动旋转了一定的角度，在增压后的气体的冲击下，示踪粒子的沉积将瞬间瓦解，随气体在第一隔板的上部空间流动，显著地提高了粒子与气体的初始混匀效率，进一步缩短了均匀粒子气流的产生时间。
[0069]
在一个或多个实施例中，如图7和图8所示，所述转盘上设置有第一通气孔75，所述第二隔板上设置有第二通气孔(未在图中示出)，在增压状态和进气状态下，所述第一通气孔与第二通气孔连通。在一个实施例中，所述第一通气孔75可以为圆弧形的通孔，在增压状态下或进气状态下，第二通气孔均与圆弧形的第一通气孔连通，以使得在增压状态、进气状态、以及两者的切换过程中，所述第一通气孔均与第二通气孔连通，使得小部分气体能够进入到第二隔板上方，并对堆积区内的示踪粒子进行预冲击，既能够提高混匀效率，而且可以避免气体在第二隔板的下方堆积，产生局部涡流，造成叶片转动不顺畅。
[0070]
在一个或多个实施例中，所述第一隔板的下表面上设置有限位件62，所述驱动杆上设置有挡板79和扭簧(未在图中示出)。在初始状态和增压状态下，驱动杆上的挡板与限位件不接触。当驱动杆旋转至挡板与限位件抵接时，驱动杆无法进一步旋转，此时第二通孔与第三通孔对齐，装置进入进气状态，在进气状态下，受气体冲击叶片的作用，挡板始终与限位件抵接。在均匀粒子气流产生完毕后，气体进口关闭，在扭簧的作用下驱动杆复位至初始位置。本实施例中，装置不会一直在增压状态和进气状态间切换，反复地利用瞬时高压冲击示踪粒子，而是由增压状态进入进气状态后，保持进气状态直至气流产生结束，仅提高初始混匀效率，同时保持整体进气的均匀性。
[0071]
本实施例中，利用锥体的转动，粒子气流产生装置能够达到下部空间储能的增压状态，以及高压气流冲击示踪粒子的进气状态，并且，在由增压状态向进气状态转变时，能够产生足够大的瞬时压力，以快速地冲击堆积的示踪粒子，提高冲击效果，结合锥体转动瓦解示踪粒子沉积，能够显著地提高粒子与气体的初始混匀效率。
[0072]
实施例4：
[0073]
如图10所述的一种用于流场示踪的均匀粒子气流产生方法，采用前述任一种均匀
粒子气流产生装置，所述方法包括以下步骤：
[0074]
示踪粒子经粒子进料口投放于所述第一隔板上，并堆积于所述第一隔板的堆积区和第一隔板的上部空间；
[0075]
气体依次经气源导流管、第二阀门和气体进口进入至容器内与示踪粒子充分掺混形成均匀粒子气流，所述均匀粒子气流依次经气体出口、第一阀门和气流导流管从容器中排出。
[0076]
在部分实施例中，所述气体与示踪粒子掺混10～30s后再从容器中排出。
[0077]
在部分实施例中，在一个或多个实施例中，所述示踪粒子的粒径为0.2～1μm，以确保粒子能被高压气流流化掺混，并具有良好流场跟随性。
[0078]
在一个实施例中，示踪粒子的标称粒径0.3μm，在向实验流场注入粒子气流之前，通过气源导流管接通上游高压气源，打开第二阀门，提前给圆筒容器充气时间20s，以确保粒子在这段时间内充分掺混，并悬浮于圆筒容器的第一隔板的上部空间内；之后再打开第一阀门，即获得均匀粒子气流。实验结束之后，先关闭第二阀门，20s之后再关闭第一阀门。
[0079]
本实施例中，基于多孔流化和旋流强剪切作用的均匀粒子气流产生方法具有无粒子沉积结块、粒子掺混均匀、粒子气流持续时间长的特点，适用于多种速度、温度的气体流场以及燃烧流场。
[0080]
本文中所使用的“第一”、“第二”、“第三”等(例如第一阀门、第二阀门，第一通孔、第二通孔、第三通孔等)只是为了描述清楚起见而对相应部件进行区别，不旨在限制任何次序或者强调重要性等。此外，在本文中使用的术语“连接”在不进行特别说明的情况下，可以是直接相连，也可以使经由其他部件间接相连。
[0081]
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。