[发明专利]气蚀测试实验装置、气蚀测试方法、设备和介质

说明书

本发明提供一种气蚀测试实验装置、气蚀测试方法设备和介质。该装置包括：主体，主体为筒状结构；第一封盖、第二封盖和第三封盖，主体与第一封盖、第二封盖、第三封盖共同形成用于测试的腔室；喷嘴孔，设置在第一封盖的表面上，喷嘴经由喷嘴孔设置在腔室中；样品座，用于放置测试样品，样品座经由第二封盖的表面上的样品座通孔，设置在腔室中；影像观测部，影像观测部的一端经由第三封盖的表面上的观测通孔，设置在腔室中，观测设备通过影像观测部采集样品的影像数据；其中，样品座能够在正对喷嘴的第一位置及正对影像观测部的第二位置之间旋转，使得测试样品在第一位置和第二位置分别正对喷嘴和影像观测部。

技术领域

本发明涉及气蚀实验领域，具体涉及一种气蚀测试实验装置、气蚀测试方法、设备和介质。

背景技术

气蚀也称空蚀，是指当液体在与固体表面接触处的压力低于它的饱和蒸汽压力时，将在固体表面附近形成气泡。另外，溶解在液体中的气体也可能析出而形成气泡。随后，当气泡流动到液体压力超过气泡压力的地方时，气泡便溃灭，在溃灭瞬时产生极大的冲击力和高温。固体表面经受这种冲击力的多次反复作用，材料发生疲劳脱落，使表面出现小凹坑，进而发展成海绵状。严重的其实可在表面形成大片的凹坑，甚至穿孔。气蚀的程度以空蚀强度来衡量。气蚀强度常用单位时间内材料的减重、减容、穿孔数和表面粗糙度变化作为特征量。气蚀空化是以液体为介质的泵、水轮机、水泵水轮机以及螺旋桨等透平机械的两个特有流体力学问题之一。为了保证液体机械的正常运转，需要对空化和气蚀采取防护措施，除了提高液体机械本身的空化性能外，还需要对材料的抗空化气蚀性能进行研究。

现有技术中，在测试材料的抗气蚀性能时，需要在测试过程中多次将样品从测试环境中取出，以便对气蚀造成的连续损伤进行观察和测量。虽然在重新安装样品时会通过标记对准等手段保证样品的安装位置保持不变，但是在微观层面上，每次重新安装后，测试液体相对于样品表面的冲击位置都发生了改变。

因此，现有技术在测试过程中需要不断重复地将样品取出、承重以记录测试数据，效率低下；更重要的是，在测试连续的气蚀损伤连续时，存在较大误差，测试结果的可靠性和准确性存在不足，不能反映真实工况下气蚀损伤的发展趋势和样品的气蚀性能。

发明内容

为了解决上述问题。本发明提供一种气蚀测试实验装置、气蚀测试方法、设备。本发明的实验装置在测试气蚀损伤过程中无需取出样品；本发明的气蚀测试方法和设备能够快速准确地提供测试结果。

根据本发明的第一方面，提供一种气蚀测试实验装置，包括：该装置包括：主体，主体为筒状结构，主体的至少三面具有开口；第一封盖、第二封盖和第三封盖，第一封盖、第二封盖与第三封盖通过紧固件分别紧固于主体的三面开口处，主体与第一封盖、第二封盖、第三封盖共同形成用于测试的腔室；喷嘴孔，设置在第一封盖的表面上，喷嘴经由喷嘴孔设置在腔室中；样品座，用于放置测试样品，样品座经由第二封盖的表面上的样品座通孔，设置在腔室中；影像观测部，影像观测部的一端经由第三封盖的表面上的观测通孔，设置在腔室中，观测设备通过影像观测部采集样品的影像数据；其中，样品座能够在正对喷嘴的第一位置及正对影像观测部的第二位置之间旋转，使得测试样品在第一位置和第二位置分别正对喷嘴和影像观测部。

可选地，样品座还包括样品座旋转杆，样品座旋转杆穿过样品座通孔与样品座连接，通过在主体外部转动样品座旋转杆，样品座与样品座旋转杆一起旋转，使得样品座旋转到第一位置或第二位置之一。

可选地，观测设备的物镜从影像观测部的另一端插入影像观测部内。

根据本发明的第二方面，提供了一种气蚀测试方法，用于高速流体环境下的气蚀测试，该方法包括如下步骤：接收步骤，接收来自如上第一方面的气蚀测试实验装置的样品的图像数据；计算步骤，根据图像数据，计算样品在气蚀测试过程中的体积损失量；建立步骤，根据体积损失量，建立样品的体积损失和测试时间之间的测试关系；判断步骤，根据测试关系，判断样品的气蚀性能。