本发明涉及一种颗粒群安息角测量装置及颗粒群安息角测量方法，属于测量设备领域。
背景技术：
1、在化学和能源工业中，人们常需面对气固非均相反应(气体与固体之间的反应)。这类反应通常由五个串联的步骤组成：反应气体的外扩散和内扩散、本征化学反应、产物气体的内扩散和外扩散。为了减小其中内扩散步骤的阻力，加快宏观反应速率，固体通常被破碎或制备成为小颗粒。可以说，绝大多数气固非均相反应的呈现形式都是气体和颗粒群之间的反应。毫无疑问，颗粒群的物理性质对反应器(固定床、移动床和流化床)的设计和操作都具有重要影响。因此，如何准确、可靠地测量这些物性参数是一个非常关键的课题。
2、在颗粒群的众多物性参数中，一个最基本的参数即是安息角，也称作休止角。它常被用于定量刻画颗粒群的流动性能：安息角越小，颗粒的流动性越好。通常认为安息角小于30°时，颗粒群具有良好的流动性；当安息角介于30°到45°时，颗粒群具有一定的粘性，流动性变差；当安息角介于45°到55°时，颗粒群具有较高的粘性，流动性很差；当安息角超过55°后，颗粒群变得几乎不可流动，而是作为一个整体运动(行为类似刚体)。
3、目前文献报道了很多类型的安息角，主要包括无限平面上的安息角(图1a)、有限平面上的安息角(图1b)、倾斜/滑落安息角(图1c)和旋转/滚动安息角(图1d)。本发明所要测量的安息角为图1b所示的有限平面上的安息角。该安息角常用的测量方法有两种。其一如中国发明专利cn202020157231.4，首先将颗粒倒入漏斗之中，之后将漏斗置于有限平面正上方一定高度，之后颗粒从漏斗下方流出，在平面上形成一个锥堆，当锥堆长大到顶端与漏斗出口刚好相接、颗粒停止流出时，测量锥面与水平面之间的夹角视为颗粒群的安息角。其二如实用新型cn201820813133.4，首先将颗粒倒入漏斗之中，之后将漏斗置于有限平面中心处，之后将漏斗缓缓升高，在平面上形成一个锥堆，测量锥面与水平面之间的夹角视为颗粒群的安息角。此两种测量方法的显著缺点是重复性较差，导致不同研究者的测量结果之间不具有可比性。无论是漏斗中颗粒群的堆积状态，还是颗粒群从漏斗中流出对已形成锥堆的冲击都存在较大的随机性和不确定性。
4、现有技术中，仍没有一种方法可使不同研究者测量得到的安息角具有很好的重复性和可比性，对各种反应器及贮存容器的设计和操作带来不利影响。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，提出一种颗粒群安息角测量装置及颗粒群安息角测量方法。
2、为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是，一种颗粒群安息角测量装置，包括颗粒群容纳装置和布风混合装置，颗粒群容纳装置具有供颗粒流出的孔洞；
3、颗粒群容纳装置包括内床和外床；所述内床和外床均为圆筒形，内床套接于外床内且内床外壁与外床内壁之间间隔设置；
4、内床的圆筒形上端位于外床内，内床的圆筒形下端与外床的圆筒形下端之间的空隙封闭；所述外床的侧壁下段具有可封闭的排料孔口；
5、布风混合装置位于内床和外床的下端；所述布风混合装置具有排风口且排风口朝向内床的下端开口。
6、优化的，上述颗粒群安息角测量装置，布风混合装置包括风室，风室具有内部空腔，风室安装于内床下方，风室的内部空腔与内床的下端开口连通。
7、优化的，上述颗粒群安息角测量装置，风室的上端具有布风口，布风口与风室的内部空腔连通，布风口与内床的下端之间具有气体分布板。
8、优化的，上述颗粒群安息角测量装置，气体分布板由多层不锈钢网烧结成型，气体分布板的网孔连通内床、风室的内部空腔。
9、优化的，上述颗粒群安息角测量装置，风室的下端具有开口且风室的下端贴和有进气板；所述进气板具有进气通孔，进气板的进气通孔与风室的下端开口配合设置，且进气板的进气通孔正对内床的下端开口。
10、优化的，上述颗粒群安息角测量装置，内床和外床共轴设置；所述内床的上端进行内倒角处理；所述外床的排料孔口内具有软塞。
11、优化的，上述颗粒群安息角测量装置，气体分布板的孔径小于待测颗粒群的粒径。
12、基于上述颗粒群安息角测量装置的颗粒群安息角测量方法，包括以下步骤：
13、1)将待测颗粒倒入外床之中，待测颗粒的料面高于内床上沿；通过布风混合装置通入流化气体使颗粒混合均匀；
14、2)缓慢降低气速到零，从外床侧下方将颗粒缓慢排出，剩余颗粒在内床上端形成一个锥堆，测量锥面与水平面夹角β；
15、3)系统改变气速降低速率α；重复步骤2)，绘制β随α减小的曲线，读取β的最小值作为颗粒群的安息角。
16、优化的，上述颗粒群安息角测量方法，在步骤1)中，通过布风混合装置通入流化气体时，维持外床中的表观气速为颗粒群最小流化速度的3～6倍，流化一段时间，使颗粒群混合均匀。
17、本申请的有益效果为：
18、设备简单，投资较小；方法易于标准化、重复性好；赋予安息角唯一确定的数值，使其具有很好的可比性，可促进颗粒技术的研发。
19、本申请的技术方案提出通过缓慢降低气速到零的方法得到排料之前颗粒群的堆积状态，可显著减弱楔入效应的影响。并且提出通过排料的方式得到用于测量安息角的锥堆，具有很好的重复性。
20、本申请的方法提出通过系统改变α的取值得到锥堆几何形状的系统演化，并且从β的一系列测量值中选取最小值作为待测颗粒群的安息角，可赋予安息角唯一确定的数值，进而可使不同研究者的测量结果具有很好的可比性。
1.一种颗粒群安息角测量装置，包括颗粒群容纳装置，颗粒群容纳装置具有供颗粒流出的孔洞，其特征在于：还包括布风混合装置；
2.根据权利要求1所述的颗粒群安息角测量装置，其特征在于：所述布风混合装置包括风室(2)，风室(2)具有内部空腔，风室(2)安装于内床(5)下方，风室(2)的内部空腔与内床(5)的下端开口连通。
3.根据权利要求2所述的颗粒群安息角测量装置，其特征在于：所述风室(2)的上端具有布风口，布风口与风室(2)的内部空腔连通，布风口与内床(5)的下端开口连之间具有气体分布板(3)。
4.根据权利要求3所述的颗粒群安息角测量装置，其特征在于：所述气体分布板(3)由多层不锈钢网烧结成型，气体分布板(3)的网孔连通内床(5)、风室(2)的内部空腔。
5.根据权利要求3所述的颗粒群安息角测量装置，其特征在于：所述风室(2)的下端具有开口且风室(2)的下端贴和有进气板(1)；所述进气板(1)具有进气通孔，进气板(1)的进气通孔与风室(2)的下端开口配合设置，且进气板(1)的进气通孔正对内床(5)的下端开口。
6.根据权利要求1所述的颗粒群安息角测量装置，其特征在于：所述内床(5)和外床(6)共轴设置；所述内床(5)的上端进行内倒角处理；所述外床(6)的排料孔口内具有软塞(4)。
7.根据权利要求3所述的颗粒群安息角测量装置，其特征在于：所述气体分布板(3)的孔径小于待测颗粒群的粒径。
8.基于权利要求1至6任一所述的颗粒群安息角测量装置的颗粒群安息角测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的颗粒群安息角测量方法，其特征在于：
