1.一种粉尘颗粒物的精准浓度发生装置,包括烟饼颗粒发生器和水箱,其特征在于,所述烟饼颗粒发生器的顶部设置投料口,所述烟饼颗粒发生器的底部设置出料口,所述出料口连接输料管道,所述输料管道的初始端连接输料风机,所述输料风机由风机控制器电控连接,所述输料管道的末端连接旋风筒的旋风腔,所述旋风腔底部设置高温加热管,所述高温加热管由温控器电控连接,所述旋风筒的顶部设置出尘口,所述出尘口内设置整流器,所述旋风筒的底部设置排渣口,所述排渣口上铰接排渣门,所述水箱连接分水管,所述分水管的分管一上串接高压泵,所述分管一的末端连接至少四个喷嘴,所述喷嘴伸入所述旋风筒的旋风腔中,所述分水管的分管二上串接阀门,所述分管二的末端设置至少一个放水口,所述放水口连通所述旋风筒的旋风腔;
所述烟饼颗粒发生器包括具有破碎腔的机壳,所述机壳上设置破碎电机,所述破碎电机由电机控制器电控连接,所述破碎电机驱动连接的旋转轴伸入所述机壳的破碎腔内,所述旋转轴的中部沿周向设置若干破碎叶片,所述旋转轴的底部沿周向设置若干搅拌叶片,所述破碎腔内设置隔板,所述隔板由磁力可调器驱动开闭,所述隔板位于所述破碎叶片与所述搅拌叶片之间;
所述隔板包括呈多边形的固定板,所述固定板的周边上活动连接若干开合板,若干所述开合板拼合形成与所述破碎腔截面吻合的外轮廓,所述开合板的外边缘上设置磁铁,所述磁力可调器一一对应所述磁铁设置磁力线圈,所述磁力线圈与所述磁铁形成磁性吸合或磁性排斥;
所述固定板为正方板体,所述开合板为圆弧板体,所述圆弧板体的平直边与所述正方板体的直边通过铰链形成旋转连接,所述圆弧板体的圆弧边与所述机壳圆周内壁的弧形相吻合;每个所述开合板均设置一个限止环,所述限止环为圆弧弯杆,所述圆弧弯杆的一端固连所述开合板的底侧,所述圆弧弯杆的另一端朝向所述正方板体形成限制端,所述限制端抵靠所述正方板体的底侧,使所述开合板与水平面形成下倾夹角。
2.如权利要求1所述的粉尘颗粒物的精准浓度发生装置,其特征在于,所述固定板的中部开通安装孔,所述安装孔内设置轴承,所述旋转轴贯穿所述轴承形成转动连接。
3.如权利要求1所述的粉尘颗粒物的精准浓度发生装置,其特征在于,所述分管一上串接压力表;所述分管二上串接流量计。
4.如权利要求1所述的粉尘颗粒物的精准浓度发生装置,其特征在于,所述高温加热管采用不锈钢管体,所述高温加热管呈圆周多圈盘设,所述高温加热管的两端连接所述温控器。
5.一种粉尘颗粒物的精准浓度发生装置的发尘模拟方法,其特征在于,应用于如权利要求1至4中任一权项所述的粉尘颗粒物的精准浓度发生装置,所述发尘模拟方法包括以下步骤:S1、首先开启高温加热管达到设定温度并预热2~3min;再开启阀门将水箱中的水通过放水口流入旋风筒;
S2、打开投料口,将若干烟饼投入烟饼颗粒发生器,再关闭投料口,此时隔板处于闭合状态,若干烟饼滞留于隔板上方;
S3、启动破碎电机驱动旋转轴带动破碎叶片运转,破碎叶片以5000r/min~40000r/min的转速将烟饼破碎至要求粒径值,操控破碎电机停机;启动输料风机并通过风机控制器调节风速;再次启动破碎电机,通过电机控制器调控旋转轴以10r/min~80r/min的转速带动搅拌叶片;调控磁力线圈的磁极与磁铁的磁极相同,利用同极相斥推动开合板下翻,使固定板周边与机壳内壁之间形成连通空隙;破碎后的烟饼颗粒受重力作用,经过连通空隙进入隔板下方,再经过搅拌叶片旋转搅拌持续下落至输料管道中;当全部烟饼颗粒排放至输料管道后,调控磁力线圈的磁极与磁铁的磁极相反,利用异极相吸吸合开合板,使开合板的边沿贴合机壳内壁形成截面封挡;
S4、通过输料风机的风力将输料管道中的全部烟饼颗粒吹入旋风筒内,旋风筒中产生高速旋转的外旋气流,处于外旋气流内的烟饼颗粒在径向同时受到两种力的作用,一种是由旋转气流的切向速度所产生的离心力,使烟饼颗粒受到向外的推移作用;另一种是由旋转气流的径向速度所产生的向心力,使烟饼颗粒受到向内的推移作用;在旋转气流中,大质量烟饼颗粒的切向速度产生的离心力大于径向速度产生的向心力,则烟饼颗粒由惯性离心力作用运移至旋风筒的内壁处,烟饼颗粒在外旋气流的裹挟中下落;
当烟饼颗粒下落至高温加热管处,在高温作用下烟饼颗粒被点燃,燃烧产生细微的粉尘颗粒和烟饼残渣;其中小质量的粉尘颗粒因切向速度产生的离心力小于径向速度产生的向心力,则粉尘颗粒在向心力的作用下进入内旋上升气流,粉尘颗粒沿着旋风筒的轴向均匀螺旋上升,其余烟饼残渣因质量大受离心力作用滑落到排渣口;
S5、从放水口流出的水流在重力作用下沿旋风筒内壁滑落到高温加热管,高温加热将水汽化成水蒸气,水蒸气在内旋上升气流驱动下均匀螺旋上升,水蒸气在上升过程中与粉尘颗粒充分混合,增加含粉尘颗粒物气流的湿度;
S6、含粉尘颗粒物气流上升至出尘口,再通过整流器形成流动方向一致、流速稳定的发尘气流;燃烧持续至设定时间,排渣口处积累烟饼残渣,定期开启排渣门清理烟饼残渣。
6.如权利要求5所述的粉尘颗粒物的精准浓度发生装置的发尘模拟方法,其特征在于,高温加热管在加热时造成旋风腔下部温度升高,产生旋风腔上、下温差,旋风腔下部处于低压状态,使旋风腔产生上、下压差;同时由上而下的高压外旋气流到达高温加热管处,逐渐加热后反向流入内旋上升气流中,形成外旋气流温度低、气压高,内旋气流温度高、气压低的由外向内压差。
7.如权利要求5所述的粉尘颗粒物的精准浓度发生装置的发尘模拟方法,其特征在于,当发尘气流模拟结束后,关停破碎电机和高温加热管,打开排渣门并启动高压泵,使水箱中的水经过分管一后,通过多个喷嘴均匀喷入旋风腔形成高压雾场,并在旋风腔内高速外旋气流作用下,冲洗旋风筒内壁以清理附着的颗粒残渣,共清洗2~3次且每次不少于3min,清理完成后关闭高压泵;输料风机持续吹风至少10min,风流通过输料管道进入旋风腔对旋风筒内壁进行吹干,吹干完成后关闭输料风机和排渣门。