[发明专利]一种流量可控式的示踪分子添加装置及其添加方法

说明书

本发明公开了一种流量可控式的示踪分子添加装置及其添加方法，属于分子标记流场领域。本发明的示踪分子添加装置，利用旁路气将示踪分子添加到主流场中，混合室内的金属波纹板能够增加了气液接触面积，使气流中示踪分子的分压力能够达到其饱和蒸汽压；加热室和混合室内设有加热器件，能够对失踪分子液体进行加热，设置的温度传感器和压力传感器能够获取相应的数据，为实现量的精确控制提供数据；最后利用高压吹气喷管将示踪分子添加到主流当中，可将示踪分子与主流充分混合。本发明示踪分子添加装置结构简单，加工方便，装置体积小，携带方便，适用于各种复杂设备流场中示踪分子的添加，适应性强。

技术领域

本发明属于分子标记测速技术领域，尤其是一种流量可控式的示踪分子添加装置及其添加方法。

背景技术

在现代航空航天领域，流速的高精度测量对发动机的设计和理论研究具有重大的意义。高精度可靠的流场参数测量技术在燃烧基础问题研究、流场特性分析、发动机研发中起着关键的作用，不仅能为流体动力学、燃烧化学反应动力学研究和数值模拟计算提供实验数据，也是发动机模型参数测试和发动机性能评估不可或缺的手段。近几年来，随着激光技术和光谱、图像采集技术的蓬勃发展，分子标记测速技术获得了很好的发展。通过在主流场中加入示踪分子，利用特定波长的激光激发示踪分子产生荧光或磷光对流场进行标记示踪，进而基于示踪分子的位移-时间关系获得流场速度。其中，主流场中示踪分子的合理添加对其速度场的测量起着关键性的作用。

对于示踪分子试剂的添加，常用方法是利用旁路辅助气流将示踪分子携带至待测流场中，而对于常温下为液态的示踪分子试剂而言，仅靠示踪分子自身的挥发性通常不能满足主流场速度测量需要，此外，当旁路设置不当时也会导致示踪分子以液滴形式进入待测流场，进而影响主流场中速度场的精确测量，同时也会造成示踪分子的大量浪费，这也是目前制约示踪分子测速技术广泛应用的难题之一。因此，急需一种合适的示踪分子的添加装置，能够实现主流场中示踪分子的精准添加与控制。

发明内容

本发明的目的在于克服示踪分子添加到待测流场中量不可控的缺点，提供一种流量可控式的示踪分子添加装置及其添加方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种流量可控式的示踪分子添加装置，包括加热室、除液室和混合室；

所述加热室上设有加液口，加热室内设有第一温度传感器，加热室通过输液管与混合室相连通，输液管上设有自动液位控制开关；

混合室上设有进气管，进气管上设有自动进气控制开关；

混合室下部设有气体分布器，气体分布器上设有若干个金属波纹板；

气体分布器上还设有挡板，挡板与混合室内壁相贴合，挡板与混合室内壁内设有第二压力传感器，混合室上部设有第一压力传感器；

混合室内壁上设有加热电阻丝，混合室顶部通过连通管与除液室相连通；

除液室内设有金属丝网过滤器，除液室的顶部设有排气管，排气管的末端设有高压吹气喷嘴。

进一步的，所述加热室通过通气管与除液室相连通。

进一步的，所述位于气体分布器下方的混合室内壁上设有第二温度传感器；

混合室的底部设有排液口。

进一步的，进气管为弯管。

一种流量可控的示踪分子添加方法，基于本发明的流量可控式的示踪分子添加装置进行，利用自动进气控制开关进行负反馈调节，从而控制高压吹气喷嘴出口流量；

通过负反馈调节实现温度的控制，从而控制高压吹气喷嘴出口气流中示踪分子的摩尔分数；

利用液位自动控制开关通过负反馈调节控制液面高度在预设范围之间。