丙酮示踪剂发生器是一种用于产生丙酮示踪气体的专业设备,广泛应用于流场示踪与标定等领域,尤其在PLIF(平面激光诱导荧光)系统中发挥着重要作用。通常利用丙酮的饱和蒸气压特性,通过鼓泡法将丙酮分子混合进载气(如氮气或甲烷)中。具体来说,丙酮储存罐内装有液体丙酮,通过控制阀门和流量计,使载气通过丙酮液体,携带丙酮蒸气进入混合罐中充分混合。通过温度压力控制器,可以精确控制丙酮储存罐与混合罐的温度和压力,从而确保丙酮气体的饱和蒸气压稳定,进而保证载气中丙酮分子的浓度恒定。
1、精确的浓度控制
流量调节精准:能够精确控制丙酮示踪剂的流量,从而确保在流场中产生准确、稳定的丙酮浓度。例如在一些高精度的实验中,如燃气轮机燃烧室内气气掺混特性研究,需要精确的丙酮浓度来准确测量相关参数,可以通过智能调节阀组等部件,实现对丙酮蒸汽流量的精细调节,满足实验的高精度要求。
均匀混合保障:可使丙酮与载气充分均匀混合,保证在流场中各处的丙酮浓度分布均匀。混合气体储罐等部件的设计有助于实现这一目标,使得丙酮蒸汽与载气在储罐内充分混合,形成均匀的混合气体,为准确的流场测量提供保障。
2、安全可靠性高
防爆设计:通常配备智能防爆模块,如自闭式智能防爆模块和现场防爆智能模块等。自闭式智能防爆模块可防止丙酮蒸汽回流,避免因蒸汽回流导致的爆炸风险;现场防爆智能模块能根据预设程序智能调节设备运行状态,确保在易燃易爆的环境中安全工作。
压力温度控制:能够对加热蒸汽的压力、温度以及液态丙酮储罐等的压力、温度进行实时监测和控制。当压力或温度出现异常时,传感器模块会及时将信息传递给PLC控制模块,发出报警信息并采取相应的措施,如调整加热蒸汽流量、停止供料等,防止因压力过高或温度失控引发安全事故。
3、高效稳定运行
大流量生产能力:一些丙酮示踪剂发生器能够满足较大流量的丙酮蒸汽供应需求,例如在某些真实燃气轮机PLIF试验中,混合气体的流量可达≥200L/min,且预留一定的产气能力,能够满足连续试验数小时的工作条件,适应大型实验或长时间连续监测的需求。
稳定的蒸汽产生:采用间接加热方式,如通过保安汽化器利用加热蒸汽对液态丙酮进行间接加热产生丙酮蒸汽,这种方式能够保证蒸汽产生的稳定性,避免直接加热可能导致的局部过热、丙酮分解等问题,确保丙酮蒸汽的质量稳定。
4、智能化程度高
远程控制与监控:借助PLC控制模块,可实现对丙酮示踪剂发生器各部分的远程控制,包括丙酮蒸汽智能调节阀组、加热蒸汽智能调节阀组、载气智能调节阀组等的操作。同时,传感器模块获取的温度、流量、压力等信息也能实时传输给PLC控制模块,方便操作人员在远程位置对设备进行监控和操作,提高实验效率和安全性。
自动报警与处理:当设备出现故障或运行参数超出设定范围时,PLC控制模块能够自动发出报警信息,并根据预设的程序采取相应的处理措施,如紧急停机、调整参数等,减少人工干预的延误和错误,保障设备的可靠运行。
5、良好的适应性和扩展性
适应不同工况:可以根据不同的实验工况或应用场景,灵活调整丙酮的供给量、蒸汽产生速率、混合气体的配比等参数,满足多样化的研究和应用需求。例如在燃气轮机试验中,可根据不同的燃烧室工况调整丙酮混合气体的摩尔分数;在风洞实验中,可根据流场速度、温度等条件优化丙酮的注入量和浓度。
易于集成与扩展:能够与其他实验设备或系统进行良好的集成,如与激光诱导荧光(LIF)测量系统、燃气轮机燃烧室等配合使用,共同完成流场测量、燃烧特性研究等任务。并且,在需要时可以方便地增加一些功能模块或辅助设备,以扩展其应用范围和功能。
6、环保节能
丙酮回收利用:部分丙酮示踪剂发生器配备了丙酮回收装置,如水封式排液罐、多行程冷却分离器等,可以将使用后的丙酮废气进行回收再利用,减少丙酮的浪费和对环境的污染,同时也降低了实验成本。
能源高效利用:通过合理的设计和控制,如对加热蒸汽的分流利用、对设备运行参数的优化等,提高了能源的利用效率,减少了能源消耗,符合节能环保的要求。