[发明专利]一种小尺寸PIV流场测试实验中示踪粒子布撒装置及布撒方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种小尺寸PIV流场测试实验中示踪粒子布撒装置及布撒方法，它产生的喷雾粒子可以为粒子图像测速（PIV）提供有效的示踪粒子，尤其适用于进气压力较高、进气口尺寸较小、测量空间尺寸有限的空气流动测量。属于激光粒子测量技术领域。

背景技术

为探求内燃机等工程机械内部流场，PIV激光测试技术以其能够测量全场等优点被广泛应用于流场的测试中。在PIV实验中，示踪粒子的选择对于实验的结果起着至关重要的作用。示踪粒子必须严格具有散射光的能力以及良好的跟随性、安全性、经济性等。

目前PIV实验中所采用的示踪粒子发生器所产生的示踪粒子大多只能用于测量大气压或者低于大气压的气体流动，对于进气压力较高的流场，示踪粒子会出现团聚，甚至会产生严重的撞壁现象，无法进入到高压气体中与气体混合。而针对超音速流动测量的示踪粒子发生器则需要进行抽真空来吸入示踪粒子粉末，这些粒子粉末多为固体示踪粒子，如二氧化钛、三氧化二铝等，价格较为昂贵，实验设备较为复杂。并且在测量区域的空间较小时，固体粉末容易遮盖进光和照相的取景窗，不利于进光和采像 。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一种小尺寸PIV流场测试实验中示踪粒子布撒装置及布撒方法，能有效减少了粒子的团聚和撞壁现象，装置简单，价格适中。同时液体示踪粒子的透明性提高了进光和采像的准确性，也更易于拆解和清理。 

本发明采用的技术方案是：一种小尺寸PIV流场测试实验中示踪粒子布撒装置，它包括一个供气气源，它还包括一个储液罐、稳压罐、加压气源和视盅，所述储液罐采用上盖板封闭，加压气源经加压阀门、加压导管和上盖板连接储液罐,伸入储液罐底部液体中的内部导管连接上盖板上的宝塔型分流，宝塔型气动接头经喷雾阀门、外部导管连接法兰上的限流接头，法兰与视盅固定连接，在对应限流接头位置的视盅内设置一个旋流喷嘴，供气气源经供气阀门与稳压罐连接，所述稳压罐经进气阀门、进气总管、分流气动接头和进气分管连接法兰上与视盅相通的气动接头。

所述分流气动接头连接4-5个进气分管，每个进气分管连接到与视盅相通的气动接头上。

所述旋流喷嘴采用旋流喷嘴出口与旋流挡板之间的距离为可调式结构。

所述的一种小尺寸PIV流场测试实验中示踪粒子布撒方法：

(a) 首先打开加压阀门，待储液罐压力表的读数达到5.5-6.5bar时关闭阀门；

(b) 打开供气阀门给稳压罐供气给稳压罐供气，根据实验要求调解压力的大小，稳压罐上进气压力表的压力达到3.5-4.5bar时关闭阀门；

(c)打开进气阀门，随后打开喷雾阀门，储液罐中的液体经旋流喷嘴喷入视盅中产生示踪粒子，通过调节储液罐内的压力和旋流喷嘴出口与旋流挡板的位置调节示踪粒子的大小。

采用上述的技术方案，将液体装入储液罐中，下导管插入液体底部，盖上上盖板2，保证装置封闭。生成示踪粒子所用的液体为柴油或矿物质油，价格便宜，易于获得。液体的液位需要达到储液罐高度的2/3，以满足多次实验的用量。

本发明的有益效果是：这种小尺寸PIV流场测试实验中示踪粒子布撒装置包括一个储液罐、稳压罐、供气气源、加压气源和视盅，储液罐采用上盖板封闭，加压气源连接储液罐,伸入储液罐底部液体中的内部导管连接上盖板，上盖板经外部导管连接视盅内的旋流喷嘴，供气气源通过供气阀门连接稳压罐，稳压罐经进气分管连接法兰上与视盅相通的气动接头。该装置能够持续稳定的产生示踪粒子，粒径可调；粒子质量好，可以较好的反应流场情况；装置结构简单，使用方便；原料价格低廉，易于普及。

附图说明

图1为示踪粒子布撒装置的工作原理图。

图2为旋流喷嘴的安装结构图。

图3为图2中的A-A剖视图。

图4为法兰的结构图。

图中：1、储液罐，2、上盖板，3、储液罐压力表，4、内部导管，5、喷雾阀门，6、宝塔型气动接头，7、外部导管，8、限流接头，9、旋流喷嘴，10、法兰，11、分流气动接头，12、进气分管，13、气动接头，14、进气总管，15、进气阀门，16、进气压力表，17、稳压罐，18、加压阀门，19、加压导管，20、加压气源，21、橡胶密封圈，22、螺栓，23、旋流喷嘴出口，24、旋流挡板，25、视盅，26、法兰螺栓，27、供气气源，28、供气阀门

具体实施方式