[发明专利]一种多功能复合减阻实验测试装置

说明书

技术领域

本发明属于流体输送中的流动减阻技术领域，特别涉及一种气泡、表面活性剂和微沟槽耦合减阻特性测量的实验测试装置。

背景技术

随着社会与经济的发展，世界对能源的需求不断升高，节能减排已成为世界关注的焦点之一。随着学术界对减阻技术研究的日趋深入，各种减阻技术得到了广泛的应用，比如表面活性剂减阻、微沟槽减阻和微气泡减阻等。

但是每一种减阻技术都存在着各自的缺点如：表面活性剂减阻受温度影响较大，超过一定温度将不会出现减阻现象；微沟槽减阻存在制造麻烦，减阻效果不理想的缺点；在微气泡减阻中，由于气泡容易发生聚合与破碎，溶液会存在减阻不稳定的缺点。

因此根据实际研究环境的需要，对两种或两种以上的减阻技术进行耦合，以弥补各自缺陷从而取得最佳减阻效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了研究微气泡、表面活性剂和微沟槽减阻技术相互耦合时，对减阻效果的影响，本发明提供了一种多功能复合减阻实验测试装置，能够同时实现多种减阻技术的耦合测量，以便于改善单一减阻技术的减阻效果，有效减少动力装置的能耗。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多功能复合减阻实验测试装置，包括旋转圆盘装置、盛液装置和循环水系统，

所述旋转圆盘装置包括圆盘、带动圆盘旋转的电机、扭矩传感器和旋转轴，所述电机连接有变频器，所述扭矩传感器通过联轴器连接在电机和旋转轴之间，且扭矩传感器还连接有数据采集器，所述盛液装置包括盖板、盛液外筒、加气装置和盛液内筒，所述盛液外筒套装在盛液内筒上，盛液内筒和盛液外筒之间形成密闭的介质腔室，所述加气装置设置在盛液内筒内，且加气装置连接有加气管，加气管延伸至盛液装置外部，所述盖板铰接在盛液外筒上，旋转轴的下端穿过盖板的中心，延伸至盛液内筒内，旋转轴和盖板之间密封连接，圆盘上表面的中心安装在旋转轴的下端，且所述圆盘的下表面上设置有微沟槽，所述盖板上还设置有排气管和进料管，排气管和进料管均和盛液内筒相连通，所述盛液外筒的底部和上部分别连接有进液管和出液管，进液管和出液管均和循环水系统相连通，所述盛液外筒底部还外接有排水管，且排水管上设置截止阀。

所述旋转轴上缠绕有电磁线圈，所述微沟槽环刻在强磁性金属上，且强磁性金属吸附在圆盘的下表面。更换或拆卸强磁性金属时，只需向缠绕在旋转轴上的电磁线圈通电，利用反向充磁原理即可实现分离。实现不同微沟槽减阻实验。

为了防止液体的溅出，所述盖板分为两块半圆形的分盖板组成，每个分盖板均和盛液外筒铰接，两个分盖板之间通过销连接。

为了便于打开和关闭分盖板，所述两个分盖板表面上均设置有把手。

本发明的有益效果是，本发明的多功能复合减阻实验测试装置，本发明的优点之一是：结构简单、价格低廉，仅需要将光滑圆盘更换为微沟槽圆盘就可以实现微沟槽减阻。

本发明的优点之二是：盛液容器容积较小，仅需要少量溶液即可实现测量。

本发明的优点之三是：不仅可以通过速度控制器准确控制电机转速，还能够通过水浴循环系统准确控制温度，使其能够在多种条件下进行测量。

本发明的优点之四是：可以实现表面活性剂、微气泡减和微沟槽减阻中的一种或多种联合的减阻测量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是一种多功能复合减阻实验测试装置的结构示意图。

图2是不同形状的微沟槽的剖面图。

图3是盖板的俯视图。

图中：1.循环水系统，2.进液管，3.螺纹，4.铰链，5.出液管，6.电机，7.联轴器，8.扭矩传感器，9.旋转轴，10.盖板，11.盛液内筒，12.盛液外筒，13.数据采集器，14.电磁线圈，15.圆盘，16.微沟槽，17.加气装置，18.排水管，19.截止阀，20.进气管，21.变频器，22.介质腔室，23.排气管，24.进料管，25.销，26.把手。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。