[实用新型]一种高分散水平喷头外流场水射流破碎行为可视化装置

说明书

本实用新型涉及一种高分散水平喷头外流场水射流破碎行为可视化装置，包括依次相连的水箱、管道和喷头，从所述喷头喷出的射流水柱的一侧放置光源，光源的后面放置黑色的幕布，幕布上固定有标定板和米尺，从所述喷头喷出的射流水柱的另外一侧放置一号高速相机，从所述喷头喷出的射流水柱的上方放置有二号高速相机，所述一号高速相机和所述二号高速相机通过同步器连接到电脑上。本实用新型装置实现了非对称射流流场的观测和拍摄，可以得到喷嘴出口结构对射流表面发展到影响规律，解决了传统高速摄影方法只能针对二维平面拍摄的缺点，为射流破碎机理的研究提供新的手段。

技术领域

本实用新型涉及一种高分散水平喷头外流场水射流破碎行为可视化装置，适用于非对称水射流流场的多维高速摄影可视化拍摄，可以用于多种出口分散条件下的射流破碎行为研究。

背景技术

随着农业的发展以及节水的需要，作为农业生产增产节水措施之一的喷灌技术正越来越受到人们的重视。喷头结构直接影响其水力性能进而影响喷灌效率，对喷头结构进行优化设计是改善喷灌效果的重点，同时，为了更好地发展喷灌技术，越来越多的研究人员对射流的外流场及其破碎运动行为进行了研究。

为提高喷头的喷灌效率使得射流的射程和分散水平都得到提高，许多喷头结构的优化方法被提出，中国专利第CN201710789233号公布了一种“一种生态环保工程用绿化喷灌装置”，该装置安装异形喷嘴改善了喷头的喷洒均匀性，通过安装在喷头转体上的进口压力调节组件调整喷头射程但是结构较为复杂，调压装置稳定性不能保证。高速摄影技术作为传统、高效的射流可视化研究手段，在对射流外流场的研究中起到了重要的作用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高分散水平喷头外流场水射流破碎行为可视化装置，实现水射流外流场的多维高速摄影拍摄研究。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采取的技术方案为：一种高分散水平喷头外流场水射流破碎行为可视化装置，包括依次相连的水箱、管道和喷头，从所述喷头喷出的射流水柱的一侧放置光源，光源的后面放置黑色幕布，黑色幕布上固定有标定板和米尺，从所述喷头喷出的射流水柱的另外一侧放置一号高速相机，从所述喷头喷出的射流水柱的上方放置有二号高速相机，所述一号高速相机和所述二号高速相机通过同步器连接到电脑上。

上述方案中，所述一号高速相机和所述二号高速相机在同一平面上，并且所述一号高速相机和所述二号高速相机在水平面上成90°设置。

上述方案中，所述喷头通过螺纹连接喷嘴，在喷嘴出口平面上通过固定销固定射流分散片。

上述方案中，，所述射流分散片的空腔边界形状为正方形或三角形，空腔中心连接一个圆形圈。

上述方案中，所述管道上安装有阀门、水泵、电磁流量计和压力表。

上述方案中，所述光源与从所述喷头喷出的射流水柱之间放置宣纸。

本实用新型的有益效果：(1)本实用新型的便携组装式保持高扬程的射流分散装置结构简单，生产成本低，替换方便，当需要更换试验对象时更换射流分散片即可，简化试验操作，降低试验的人为误差。(2)射流分散片的正方形或三角形边界的棱角结构对射流表面的扰动剧烈，加大射流的破碎程度使得射流分散性能加强，同时，射流分散片空腔中心的圆圈结构保护射流势流核的完整性不遭到破坏，保持射流的射程。(3)本实用新型的多维高速摄影系统组成简单，操作方便，可以实现对水射流外流场同一时刻的多维拍摄，克服传统二维平面高速摄影捕捉射流细节不够丰富的缺点，为射流破碎机理的研究提供有力研究手段。

附图说明：

图1为本实用新型装置的布局示意图。

图2为图1中的喷嘴结构示意图。

图3为射流分散片正方形边界的棱角结构示意图。

图4为射流分散片三角形边界的棱角结构示意图。