申请/专利权人：南京工业大学

申请日：2017-09-30

公开（公告）日：2024-01-02

公开（公告）号：CN107478671B

主分类号：G01N25/00

分类号：G01N25/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.01.02#授权;2018.01.09#实质审查的生效;2017.12.15#公开

摘要：本发明三相泡沫发泡倍数和油面稳定性测试系统及其测试方法涉及一种灭火泡沫的发泡效果和泡沫在油面稳定性检测设备及其检测的方法。包括供泡系统、实验系统和记录系统；在实验系统上部设置有供泡系统，记录系统位于实验系统中部和下部；供泡系统包括三相泡沫输送管，三相泡沫输送管前端连接三相泡沫发生装置，后端位于实验系统上部；实验系统包括带刻度无底量筒、分液漏斗、玻璃夹套、连接管、烧杯和三角支架；记录系统包括电子天平一、电子天平一和摄像机；电子天平一位于三角支架下方，电子天平二位于烧杯下方，摄像机与带刻度无底量筒位于同一高度；记录系统中电子天平一、电子天平一和摄像机通过信号数据传输线与计算机相连，实时记录数据。

主权项：1.一种三相泡沫发泡倍数和油面稳定性测试系统，其特征在于：包括供泡系统、实验系统和记录系统；在实验系统上部设置有供泡系统，记录系统位于实验系统中部和下部；供泡系统包括三相泡沫输送管，三相泡沫输送管前端连接三相泡沫发生装置，后端位于实验系统上部，将三相泡沫输送到实验系统；实验系统包括带刻度无底量筒、分液漏斗、玻璃夹套、连接管、烧杯和三角支架；分液漏斗外部有玻璃夹套，分液漏斗与玻璃夹套之间抽真空，分液漏斗下部有带刻度分液管，分液管下部装有控制阀门，连接管前端与控制阀门相连，后端伸到烧杯上部，使析出液体流入烧杯中，三角支架安装在带刻度无底量筒、玻璃夹套和分液漏斗下部，三角支架将整个实验系统支撑；记录系统包括电子天平一、电子天平二和摄像机；电子天平一位于三角支架下方，电子天平二位于烧杯下方，摄像机与带刻度无底量筒位于同一高度；记录系统中电子天平一、电子天平二和摄像机通过信号数据传输线与计算机相连，实时记录数据；所述的三相泡沫发泡倍数和油面稳定性测试系统的测试方法，步骤如下搭建好三相泡沫发泡倍数和油面稳定性测试系统，关闭阀门，将油品倒入分液漏斗至无底量筒与分液漏斗连接处，打开摄像机和电子天平一、电子天平二，并与计算机连接，记录数据，将制得的三相泡沫通过三相泡沫输送管添加到带刻度无底量筒中，泡沫添加高度为8-10cm，通过质量与体积计算得发泡倍数；当带刻度分液管中有2cm-3cm水时，打开控制阀门将水放出，根据计算机所记录数据计算析液速率，根据摄像机记录的高度变化情况计算高度变化率，评判泡沫稳定性，并能根据泡沫质量与体积实时数据计算实时发泡倍数，研究三相泡沫衰变情况；测试方法：1将油品加入分液漏斗至分液漏斗与无底量筒连接处，油为柴油、煤油，电子天平一记录此时总重量为M1；将烧杯置于电子天平二上，记录重量m1；2将三相泡沫添加到无底量筒中，泡沫与油面在连接处直接接触，电子天平一记录此时重量M2，则M2-M1即为泡沫重量；3三相泡沫初始高度记为H1，根据无底量筒内径可计算得泡沫初始体积V1；4所用三相泡沫的泡沫液密度为ρ，根据公式，三相泡沫初始发泡倍数 5当分液管中有2cm-3cm水时，打开阀门将水放出至烧杯，记此时电子天平一读数为M3，电子天平二读数为m2，泡沫高度为H2，计算泡沫体积为V2；6重复步骤，每放一次水，记电子天平一读数为M4、M5……，电子天平二读数为m3、m4……，泡沫高度为H3、H4……，泡沫体积为V3、V4……；7根据步骤中公式，将M2替换为M3、M4……，V1替换为V2、V3……，即可计算得不同时刻泡沫发泡倍数，如 8将电子天平二所得读数m2、m3……，均减去m1后，所得数据与计算机记录时间作m-t图，即可分析三相泡沫析液速率情况；9将泡沫高度与时间作H-t图，即可分析三相泡沫高度变化率情况；10综合以上可分析三相泡沫的稳定性与衰变规律；11将油品加热到40℃、60℃、80℃不同温度，重复步骤1—10，由于玻璃夹套内部为真空，有较好的保温作用，实验过程中油温基本保持不变，由此可得不同油温下三相泡沫稳定性与衰变情况；12通过对比三相泡沫与两相泡沫高度变化及析液速率情况，可分析在油存在情况下，固相颗粒对泡沫高度变化及析液速率的影响；对比不同配方三相泡沫的高度变化及析液速率情况，可分析哪种配方的泡沫在油面的稳定性更强，发泡能力更好，从而进行新型泡沫配方的研制。

全文数据：三相泡沬发泡倍数和油面稳定性测试系统及其测试方法技术领域[0001]本发明三相泡沫发泡倍数和油面稳定性测试系统及其测试方法涉及的是一种测试装置及其测试方法，具体地说，涉及一种灭火泡沫的发泡效果和泡沫在油面稳定性检测设备及其检测的方法。背景技术[0002]泡沫灭火剂凭借良好的冷却效应、屏蔽效应、室息效应而被广泛应用于各类油品火灾，它不仅能快速冷却可燃物表面温度，还能隔绝外部热源对可燃物的热辐射，防止可燃物与空气接触，具有良好的防灭火效果。但是泡沫灭火剂也存在其不足之处，在火羽流作用下，泡沫容易破裂或被吹散，当火场温度较高时，泡沫极易蒸发，难以到达油面，因此不能充分发挥其灭火效果。[0003]近年来，在两相泡沫基础上添加固相粉体而制得的三相泡沫，已在煤矿防灭火领域广泛应用并取得了不错的成果。三相泡沫灭火剂充分利用固相的覆盖作用、水的吸热作用和氮气的室息能力来防治煤炭自燃或进行灭火，且三相泡沫在完全失水后其骨架仍可长时间存在于采空区，充分发挥其防灭火功能，所以将三相泡沫用于矿井防灭火效果显著。研究者依据三相泡沫优异的防灭火性能，也发现了其在油品火灾领域的广阔应用前景。[0004]要将三相泡沫应用于油品火灾领域，泡沫的性质至关重要。发泡倍数和稳定性是评价泡沫的两个重要指标。发泡倍数是衡量泡沫液发泡能力的指标，发泡倍数越高，则相同量发泡液发出的泡沫总体积越大，但喷射效果较差，发泡倍数越低，则相同量泡沫液发出的泡沫体积越小，喷射效果较好。发泡倍数受泡沫液成分和发泡装置的影响。泡沫的稳定性可用高度变化率和析液速率来表征，泡沫稳定性好，则能长时间隔绝外部热源对油面的热辐射，并能防止空气与油面的接触，起到良好的灭火及防复燃效果。由于固相成分的存在，三相泡沫的稳定性受到的影响因素比两相泡沫更多。目前，市场上虽存在大量测定两相泡沫发泡倍数和稳定性的装置，但其均只能单一的测定发泡倍数或稳定性，而不能同时测得，且其不能很好的适用于三相泡沫，在实际使用中甚至可能无法测得其稳定性。此外，该类装置也无法测定泡沫在油面的稳定性，不能良好的反应泡沫在实际应用中的效果。所以，有必要设计出集发泡倍数和油面稳定性测试于一体的装置。发明内容[0005]本发明的目的是针对上述的不足之处，提供了一种三相泡沫发泡倍数和油面稳定性测试系统及其测试方法，是一种结构简单、操作方便的三相泡沫发泡倍数和油面稳定性测试装置，并提供了其测试方法。[0006]三相泡沫发泡倍数和油面稳定性测试系统及其测试方法是采取以下技术方案实现：三相泡沫发泡倍数和油面稳定性测试系统包括供泡系统、实验系统和记录系统。[0007]在实验系统上部设置有供泡系统，记录系统位于实验系统中部和下部。[0008]在实验系统上部设有供泡系统，供泡系统包括三相泡沫输送管，三相泡沫输送管前端连接三相泡沫发生装置，三相泡沫由其他装置产生或提供，三相泡沫输送管后端位于实验系统上部，将三相泡沫输送到实验系统;实验系统包括带刻度无底量筒、分液漏斗、玻璃夹套、连接管、烧杯和三角支架，除三角支架外均用玻璃制成，便于观察与实验记录。分液漏斗外部有玻璃夹套，分液漏斗与玻璃夹套之间抽真空，分液漏斗下部有带刻度分液管，分液管下部装有控制阀门，连接管前端与控制阀门相连，后端伸到烧杯上部，使析出液体流入烧杯中，三角支架安装在带刻度无底量筒、玻璃夹套和分液漏斗下部，三角支架将上述整个实验系统支撑。记录系统包括电子天平一、电子天平二和摄像机，电子天平一位于三角支架下方，电子天平二位于烧杯下方，摄像机与带刻度无底量筒位于同一高度。记录系统中电子天平一、电子天平一和摄像机通过信号数据传输线与计算机相连，实时记录数据。[0009]所述的带刻度无底量筒、分液漏斗、玻璃夹套、连接管和烧杯均用玻璃制成，便于观察与实验记录。[0010]三相泡沫发泡倍数和油面稳定性测试系统的测试方法步骤如下：搭建好三相泡沫发泡倍数和油面稳定性测试系统，关闭阀门，将油品倒入分液漏斗至无底量筒与分液漏斗连接处，打开摄像机和电子天平一、电子天平二，并与计算机连接，记录数据。将制得的三相泡沫通过三相泡沫输送管添加到带刻度无底量筒中，泡沫添加高度为8-10cm，通过质量与体积计算得发泡倍数。每当带刻度分液管中有2cm-3cm高的水柱时，打开控制阀门将水放出，根据计算机所记录数据计算析液速率，根据摄像机记录的高度变化情况计算高度变化率，评判泡沫稳定性，并可根据泡沫质量与体积实时数据计算实时发泡倍数，研究三相泡沫衰变情况。[0011]本发明三相泡沫发泡倍数和油面稳定性测试系统及其测试方法的有益效果是:三相泡沫发泡倍数和油面稳定性测试系统设计合理，结构简单，体积小，节省原料，可操作性强，功能强大，集发泡倍数测定与油面稳定性测试于一体，可测定泡沫的实时发泡倍数，系统良好的保温效果也使其能用来测定不同油温情况下泡沫的稳定性。对于稳定性的评判，既可通过三相泡沫高度变化进行分析，也可通过析液量的测定从而进行析液速率分析，从不同角度对泡沫的稳定性进行评价。发泡倍数和油面稳定性的测试结果为三相泡沫在油品火灾的实际应用提供参考。该系统可广泛应用于新型三相泡沫的研发与性能测试。附图说明[0012]以下将结合附图对本发明作进一步说明：图1是三相泡沫发泡倍数和油面稳定性测试装置结构图。[0013]图中：1、三相泡沫输送管;2、带刻度无底量筒;3、分液漏斗;4、玻璃夹套;5、带刻度分液管;6、控制阀门；7、连接管;8、烧杯;9、三角支架；10、电子天平一；11、电子天平二；12、摄像机。具体实施方式[0014]参照附图1，本发明三相泡沫发泡倍数和油面稳定性测试装置包括供泡系统、实验系统和记录系统。在实验系统上部设有供泡系统，供泡系统包括三相泡沫输送管（1，三相泡沫输送管（1前端连接三相泡沫发生装置，三相泡沫由其他装置产生或提供，三相泡沫输送管（1后端位于实验系统上部，将三相泡沫输送到实验系统;实验系统包括带刻度无底量筒2、分液漏斗3、玻璃夹套4、连接管7、烧杯8和三角支架9，除三角支架外均用玻璃制成，便于观察与实验记录。分液漏斗（3外部有玻璃夹套4，分液漏斗（3与玻璃夹套（4之间抽真空，分液漏斗（3下部有带刻度分液管（5，分液管（5下部装有控制阀门6，连接管7前端与控制阀门（6相连，后端伸到烧杯8上部，使析出液体流入烧杯中，三角支架9安装在带刻度无底量筒2、玻璃夹套4、和分液漏斗（3下部，三角支架9将上述整个实验系统支撑。记录系统包括电子天平一（10、电子天平一（I1和摄像机（12，电子天平一（10位于三角支架9下方，电子天平二（11位于烧杯8下方，摄像机（12与带刻度无底量筒2位于同一高度。记录系统中电子天平一、电子天平一和摄像机通过信号数据传输线与计算机相连，实时记录数据。[0015]三相泡沫发泡倍数和油面稳定性测试系统的测试方法步骤如下：搭建好三相泡沫发泡倍数和油面稳定性测试系统，关闭阀门（6，将油品倒入分液漏斗⑶至无底量筒⑵与分液漏斗⑶连接处，打开摄像机12和电子天平一（10、电子天平二11，并与计算机连接记录数据。将制得的三相泡沫通过三相泡沫输送管（1添加到带刻度无底量筒2中，泡沫添加高度为8-lOcm，通过质量与体积计算得发泡倍数。每当带刻度分液管5中有2cm-3cm水时，打开控制阀门（6将水放出，根据计算机所记录数据计算析液速率，根据摄像机12记录的高度变化情况计算高度变化率，评判泡沫稳定性，并能根据泡沫质量与体积实时数据计算实时发泡倍数，研究三相泡沫衰变情况。实施例[0016]具体操作步骤：按附图1所示搭建好三相泡沫发泡倍数和油面稳定性测试系统，关闭阀门（6，将油品倒入分液漏斗（3至无底量筒（2与分液漏斗（3连接处，打开摄像机（12和电子天平一10、电子天平二（11，并与计算机连接记录数据。将制得的三相泡沫通过三相泡沫输送管1添加到带刻度无底量筒2中，泡沫添加高度为8-lOcm，通过质量与体积计算得发泡倍数。每当带刻度分液管5中有2cm-3cm水时，打开控制阀门（6将水放出，根据计算机所记录数据计算析液速率，根据摄像机（12记录的高度变化情况计算高度变化率，评判泡沫稳定性，并可根据泡沫质量与体积实时数据计算实时发泡倍数，研究三相泡沫衰变情况。[0017]测试方法：1将油品加入分液漏斗至分液漏斗与无底量筒连接处，油为柴油、煤油等，电子天平一10记录此时总重量为M1;将烧杯置于电子天平二（I1上，记录重量m;2将三相泡沫添加到无底量筒中，泡沫与油面在连接处直接接触，电子天平一（10记录此时重量M2，则M2-M1即为泡沫重量；3三相泡沫初始高度记为出，根据无底量筒内径可计算得泡沫初始体积V1;4所用三相泡沫的泡沫液密度为P，根据公式，三相泡沫初始发泡倍数5当分液管5中有2cm-3cm水时，打开阀门（6将水放出至烧杯8，记此时电子天平一10读数为M3，电子天平二（I1读数为m2，泡沫高度为H2，计算泡沫体积为V2;6重复步骤5，每放一次水，记电子天平一（10读数为M4、M5……，电子天平二（I1读数为m3、m4……，泡沫高度为H3、H4……，泡沫体积为V3、V4……；7根据步骤4中公式，将M2替换为M3、M4……,V1替换为V2、V3……，即可计算得不同时刻泡沫发泡倍数，如8将电子天平二（11所得读数m2、m3……，均减去m后，所得数据与计算机记录时间作m-t图，即可分析三相泡沫析液速率情况；9将泡沫高度与时间作H-t图，即可分析三相泡沫高度变化率情况；10综合以上可分析三相泡沫的稳定性与衰变规律；11将油品加热到40°C、60°C、80°C等不同温度，重复步骤I—10，由于玻璃夹套内部为真空，有较好的保温作用，实验过程中油温基本保持不变，由此可得不同油温下三相泡沫稳定性与衰变情况；12通过对比三相泡沫与两相泡沫高度变化及析液速率情况，可分析在油存在情况下，固相颗粒对泡沫高度变化及析液速率的影响;对比不同配方三相泡沫的高度变化及析液速率情况，可分析哪种配方的泡沫在油面的稳定性更强，发泡能力更好，从而进行新型泡沫配方的研制。

权利要求：1.一种三相泡沫发泡倍数和油面稳定性测试系统，其特征在于:包括供泡系统、实验系统和记录系统；在实验系统上部设置有供泡系统，记录系统位于实验系统中部和下部；供泡系统包括三相泡沫输送管，三相泡沫输送管前端连接三相泡沫发生装置，后端位于实验系统上部，将三相泡沫输送到实验系统；实验系统包括带刻度无底量筒、分液漏斗、玻璃夹套、连接管、烧杯和三角支架;分液漏斗外部有玻璃夹套，分液漏斗与玻璃夹套之间抽真空，分液漏斗下部有带刻度分液管，分液管下部装有控制阀门，连接管前端与控制阀门相连，后端伸到烧杯上部，使析出液体流入烧杯中，三角支架安装在带刻度无底量筒、玻璃夹套和分液漏斗下部，三角支架将上述整个实验系统支撑；记录系统包括电子天平一、电子天平一和摄像机;电子天平一位于三角支架下方，电子天平二位于烧杯下方，摄像机与带刻度无底量筒位于同一高度;记录系统中电子天平一、电子天平一和摄像机通过信号数据传输线与计算机相连，实时记录数据。2.根据权利要求1所述的三相泡沫发泡倍数和油面稳定性测试系统，其特征在于:所述的带刻度无底量筒、分液漏斗、玻璃夹套、连接管和烧杯均用玻璃制成，便于观察与实验记录。3.权利要求1所述的三相泡沫发泡倍数和油面稳定性测试系统的测试方法，其特征在于:步骤如下搭建好三相泡沫发泡倍数和油面稳定性测试系统，关闭阀门，将油品倒入分液漏斗至无底量筒与分液漏斗连接处，打开摄像机和电子天平一、电子天平二，并与计算机连接，记录数据，将制得的三相泡沫通过三相泡沫输送管添加到带刻度无底量筒中，泡沫添加高度为8-10cm，通过质量与体积计算得发泡倍数；当带刻度分液管中有2cm-3cm水时，打开控制阀门将水放出，根据计算机所记录数据计算析液速率，根据摄像机记录的高度变化情况计算高度变化率，评判泡沫稳定性，并能根据泡沫质量与体积实时数据计算实时发泡倍数，研究三相泡沫衰变情况。

百度查询： 南京工业大学 三相泡沫发泡倍数和油面稳定性测试系统及其测试方法

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