[发明专利]一种可模拟等幅变频振荡管流的实验装置

权利要求书

1.一种可模拟等幅变频振荡管流的实验装置的实验方法，所述装置包括：U型管道模块以及驱动模块；所述U型管道模块，包括依次通过端板连接的侧面垂直管道、第一弯曲管道、水平管道、第二弯曲管道以及携带密封板的侧面垂直管道；所述驱动模块，包括：空气发生器、双阀压力控制器、终端、水槽气室，其中，所述空气发生器进气处与所述双阀压力控制器相连接，所述双阀压力控制器与所述终端相连接，所述双阀压力控制器与所述水槽气室相连接；所述水平管道包括携带槽口的试验管道，槽口处安装密封盖板，密封盖板顶部设置密封盖活塞；所述密封板设置于所述携带密封板的侧面垂直管道顶部，所述密封板中央设置开孔，所述开孔包括NPT美国标准60°锥角螺管；通过控制所述终端进而控制所述双阀压力控制器，控制所述水槽气室的进气量；

其特征为，实验方法包括如下步骤：

步骤1，将U型管道模块的各个部分，即侧面垂直管道、第一弯曲管道、水平管道、第二弯曲管道以及携带密封板的侧面垂直管道，通过各个部分之间的端板进行连接，注意密封性，水平管道中密封盖板根据试验要求用密封盖活塞密封；

步骤2，携带密封板的侧面垂直管道的密封板上，存在NPT美国标准60°锥角螺管，将一美式管道同密封板上开口连接，此管连接U型管道模块与驱动模块；

步骤3，通过无密封板的侧面垂直管道往U型管道模块中注水，注水量应合适，需保证振荡过程中侧面垂直管道以及携带密封板的侧面垂直管道的最低位置垂向上超过第一弯曲管道以及第二弯曲管道；

步骤4，打开空气发生器，通过对空气的压缩，对双阀压力控制器入口一端产生压强，通过控制终端，可以对双阀压力控制器进行控制，此时可以控制水槽气室的进气量；

步骤5，在压强持续不断的作用下，U型管道模块中的水流也开始进行运动，导致了水槽气室内的压强的变化，为了使水流按照试验预想的方式流动，在控制进气量的同时，也必须通过双阀压力控制器的另一个阀门控制出气量；

步骤6，监测U型管道模块内流场的状态；

步骤7，根据试验要求，观察记录一定时间，观察记录结束，将空气发生器以及双阀压力控制器关闭；

步骤8，排净U型管道模块主体内的水，根据U型管道模块主体制作涡轮模型；打开水平管道中密封盖板，安装涡轮模型，并在合适位置安装联轴器、伺服电机、伺服单元、显示单元、扭矩传感器；

步骤9，重复步骤3至步骤7，获得涡轮模型扭矩数据，通过计算得到升、阻力系数；

步骤10，整理分析试验数据，得出涡轮的水动力性能，对实验仪器进行拆卸然后妥善放置；

步骤11，通过改变U型管道模块管流的振幅、周期，改变涡轮模型的阻尼比、转速，重复步骤1到步骤10可得到不同的试验数据。