[发明专利]一种可同步测量不同喷嘴结构内空化空蚀现象的实验平台

说明书

技术领域

本发明涉及水力空化空蚀技术领域，尤其涉及一种可同步测量不同喷嘴结构内空化空蚀现象的实验平台。

背景技术

空蚀是在一定的环境温度条件下，液体介质中因局部压力变化致使空泡形成和溃灭，材料连续受到高压、高速微射流冲击作用其表面产生破坏。长期以来，空蚀严重影响泄水建筑物、水力机械(水泵、水轮机、闸门、船舶螺旋桨的性能和使用寿命。空蚀涉及众多的领域，例如宇航、国防、航海、化工、原子能甚至生物和医学等，并成为这些领域遇到的难题之一。目前，研究材料抗空蚀性能通常有两种方式；一种是现场原型实验，试验历时较长且费用较大，同时由于现场环境的复杂性，难度较大；另一种是室内试验，也称为“快速空蚀试验”。常用室内空蚀试验设备有磁致伸缩仪、文德里管型空蚀设备、旋转圆盘空蚀设备、水滴冲击设备等。其中，对柴油机喷嘴空化空蚀特性的研究主要是现场原型实验为主，此类设备存在的共同问题是一次只能研究一个喷嘴结构，实验耗时长，对不同结构的喷嘴需多次实验，多次实验会导致实验工况存在差异，影响实验精度。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种可同步测量不同喷嘴结构内空化空蚀现象的实验平台。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种可同步测量不同喷嘴结构内空化空蚀现象的实验平台，包括燃油供给系统、反应系统和测量系统；

所述燃油供给系统包括油箱、柴油滤清器、泵站和油压调节阀；

所述反应系统包括多个空化器，所述空化器为透明材料制成的横截面为圆形的流体通道，空化器内部设有挡板，喷嘴可放置于空化器中；

所述测量系统包括流量传感器、压力传感器、信号控制终端和计算机；

所述油箱出口、柴油滤清器、泵站和油压调节阀通过管道依次串联连接，所述油压调节阀与油箱进口之间的流体管路上设有多条并联支路，每条支路上设有空化器和可调节蝶阀，所述空化器的进口与可调节蝶阀串联连接，空化器的出口与油箱进口连接，在空化器和可调节蝶阀之间还有设有流量传感器和压力传感器，所述流量传感器和压力传感器与控制终端电连接，所述信号控制终端与计算机电连接。

优选地，在油压调节阀与并联支路之间设有可调节蝶阀一。

优选地，所述油箱内设有加热瓦和温度传感器，所述加热瓦和温度传感器均与控制终端电连接。

优选地，所述泵站内设有变频调速器。

优选地，空化器通过螺钉与流体管路密封连接。

优选地，所述空化器采用石英玻璃。

优选地，在空化器的出口还安装有高速摄影装置，所述高速摄像装置与计算机电连接，用于采集空化器内的空蚀图像，从空化器内采集的空蚀图像可直接传输到计算机上，用数据处理软件进行处理后形成实验报告。

本发明的有益效果是：

1)本发明中燃油能够实现自动循环，燃油的流量、压力和温度均可任意调整，且流量、压力测量精度高，所有数据均可通过计算机实时显示。

2)本发明油泵中装有变频调速器，通过变频调速器可以控制主流的流速和流量，改变空化器的流量流速；根据流量传感器和压力传感器可以通过调节变频器和油压调节阀精确地控制空化器的压力和流量，提高试验的精确性。

3)本发明空化器内部放有不同结构的喷嘴，且空化器用螺钉和圆形管路密封连接，可以更方便快捷地更换不同结构喷嘴，提高试验效率，空化器采用石英玻璃等透明材料，方便观测空化器出口和下游空化泡的情况和空蚀对空化的影响。

4)本发明整个装置的结构简单，易于实现，部件易于加工和获取，成本低廉，操作工艺简单，试验空蚀效果稳定。

附图说明

图1为本发明所述一种可同步测量不同喷嘴结构内空化空蚀现象的实验平台的结构示意图。

其中：1.油箱；2.加热瓦；3.柴油滤清器；4.泵站；5.油压调节阀；6.可调节蝶阀一；7.可调节蝶阀二；8.可调节蝶阀三；9.可调节蝶阀四；10.信号控制终端；11.计算机；12.流量传感器一；13.压力传感器一；14.流量传感器二；15.压力传感器二；16.流量传感器三；17.压力传感器三；18.渐缩形喷嘴；19.空化器一；20.圆柱形喷嘴；21.空化器二；22.渐扩性喷嘴；23.空化器三。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。