[发明专利]多孔介质粘性阻力系数与惯性阻力系数测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于流体流体动力学测量技术领域，特别涉及一种多孔介质粘性阻力系数与惯性阻力系数测量方法及装置。

背景技术

多孔介质，是由固体物质组成的骨架和由骨架分隔成大量密集成群的微小空隙所构成的物质。多孔介质内的微小空隙可能是互相连通的，也可能是部分连通、部分不连通的。由于多孔介质结构特性，对于多孔介质的阻力特性的研究还非常匮乏，目前还没有任何一项技术可以准确的测量出多孔介质的阻力系数和惯性系数，给多孔介质的应用带来了很多不便。现有的测量装置大多比较简单，测量误差大，对结果的准确性造成较大影响。

发明内容

本发明的目的是克服现有多孔介质粘性阻力系数与惯性阻力系数测量方法复杂，精度低的缺陷。

本发明的另一个目的是克服现有测量装置测量误差大的缺陷。

本发明提供的技术方案为：

一种多孔介质材料粘性阻力系数与惯性阻力系数测量方法，包括以下步骤：

步骤一、使用传感器获取流体流经多孔介质材料前后的压降ΔP和流体的流速v；

步骤二、将ΔP和v拟合成二次多项式Δp＝a₁v²+a₂v，得到参数a₁和a₂的值；

步骤三、计算粘性阻力系数1/α和惯性阻力系数C₂

式中Δn为多孔介质材料的厚度，μ为流体的动力粘度，ρ为流体的密度。

优选的是，所述流体为空气。

优选的是，步骤一中，首先在测量管道中不安装多孔介质材料，给定一定的流体流量，测量流体流经测量管道前后的压降Δp₁；然后将多孔介质材料装入到测量管道中，给定相同的流体流量，测量流体流经测量管道前后的压降Δp₂，并使Δp＝Δp₂-Δp₁。

一种多孔介质材料粘性阻力系数与惯性阻力系数测量装置，包括依次连接的流体发生装置、流体稳定装置、流量控制装置和试验管路；所述试验管路包括：

试验材料装夹装置，用于装夹多孔介质材料；

高压力扫描装置，其设置在试验材料装夹装置的前端，以测量流体流经多孔介质前的压力；

低压力扫描装置，其设置在试验材料装夹装置的前端，以测量流体流经多孔介质后的压力；

叶轮测速仪，用于测量试验管路中流体流速。

优选的是，所述流体发生装置为空气压缩机。

优选的是，所述流体稳定装置包括三个串联的减压阀。

优选的是，所述流量控制装置采用节流阀。

优选的是，所述高压力扫描装置8根压力传送管，所述压力传送管安装在压力管固定装置上，所述压力管固定装置中心设置有十字形支架，在十字形支架上共设置有八个安装孔，用于安装8根压力传送管。

优选的是，所述低压力扫描装置8根压力传送管，所述压力传送管安装在压力管固定装置上，所述压力管固定装置中心设置有十字形支架，在十字形支架上共设置有八个安装孔，用于安装8根压力传送管。

本发明的有益效果是：本发明提供的多孔介质材料粘性阻力系数与惯性阻力系数测量及方法，通过测量流体的流速及流经多孔介质前后的压差，就能计算出粘性阻力系数与惯性阻力系数，计算方法简单，精度高，获取测量参数的装置结构紧凑，成本低廉，使用十分方便。

附图说明

图1为本发明所述的多孔介质材料粘性阻力系数与惯性阻力系数测量装置总体结构示意图。

图2为本发明所述的试验管路结构示意图。

图3为本发明所述的压力管固定装置结构示意图。

图4为本发明所述的多孔介质材料粘性阻力系数与惯性阻力系数测量方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本发明提供了一种多孔介质材料粘性阻力系数与惯性阻力系数测量装置，包括依次连接的气源产生装置、气源稳定装置、流量控制装置和试验管路。其中，所述气源产生装置采用一个每分钟压缩360升的空气压缩机110，可以为整个测量系统持续不断地提供流体。

从空气压缩机110产生的气体并不稳定，通过气源稳定装置能够稳定的输出气压，便于后续气体流速的测量。所述气源稳定装置采用三个串联的减压阀120来实现调节稳定气压。