本發(fā)明涉及的是水力空化技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種多因素水洞空化實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

液體中出現(xiàn)不穩(wěn)定空泡標(biāo)志著液體內(nèi)空化的初生，液體內(nèi)一經(jīng)出現(xiàn)空化，就會(huì)破壞液體的連續(xù)性，使液體運(yùn)動(dòng)的水動(dòng)力特性發(fā)生變化，在固體壁面誘發(fā)空蝕、產(chǎn)生空化噪音并可能激發(fā)振動(dòng)等。目前，涉及空化現(xiàn)象的領(lǐng)域主要有：高速螺旋槳、高速魚雷、高速潛艇、水泵、水輪機(jī)、水工泄水建筑物等。長(zhǎng)期以來，由于空蝕帶來的后果都比較嚴(yán)重，所以研究空化的廣度、深度都在逐漸增加。

現(xiàn)階段，研究空化現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要有：循環(huán)水洞、減壓箱、文丘里管、電火花空化發(fā)生設(shè)備等。在這幾種設(shè)備中，循環(huán)水洞的研究雖然起步較早，但迄今為止，只有可調(diào)壓的無自由水面的循環(huán)水洞、可調(diào)壓的有自由水面的循環(huán)水洞這兩類。影響空化的因素比較多，但這兩類均是針對(duì)壓力這一因素設(shè)計(jì)，雖然其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作過程繁瑣，但功能比較片面。同時(shí)，液流在循環(huán)過程中需要克服大量的摩阻，導(dǎo)致設(shè)備不節(jié)能等。

因此，急需一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)能省時(shí)、具有較強(qiáng)適用性的多因素水洞空化實(shí)驗(yàn)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種多因素水洞空化實(shí)驗(yàn)裝置，用于解決現(xiàn)階段循環(huán)水洞所存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作過程繁瑣、功能簡(jiǎn)單、耗能費(fèi)時(shí)、適用性較差等系列問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

這種多因素水洞空化實(shí)驗(yàn)裝置由可視文丘里管、氣源、氣管、氣核噴頭、進(jìn)液箱、單向泵、進(jìn)液管、雙向泵、開關(guān)、出液箱、出液管、導(dǎo)流葉、壓力表、流量計(jì)組成。四個(gè)氣核噴頭均勻分布在可視文丘里管的上游管壁，氣核噴頭上設(shè)有開關(guān)；進(jìn)液箱與出液箱之間安裝有雙向泵；可視文丘里管上游管線轉(zhuǎn)角處設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)流葉。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

本裝置設(shè)有四個(gè)氣核噴頭，可研究含氣量多少對(duì)空化的影響；氣核噴頭上有開關(guān)，調(diào)節(jié)開關(guān)的開啟程度可調(diào)節(jié)每個(gè)氣核噴頭的進(jìn)氣量和流體的湍流程度，用于研究含氣量或湍流程度對(duì)空化的影響；進(jìn)液箱中加入不同性質(zhì)的液體，可研究液流粘度、聚合物等對(duì)空化的影響。該設(shè)備雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，但可研究的空化影響因素較多。可視文丘里管上游管線轉(zhuǎn)角處設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)流葉，可減少上游液流在轉(zhuǎn)角處的能量損失，裝置更加節(jié)能。下游的液流可在出液箱中靜置后，用雙向泵泵入進(jìn)液箱，循環(huán)利用，減少水資源的浪費(fèi)，并使裝置清潔程度更高。

附圖說明

圖1是本裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是氣核噴頭處截面圖。

圖中：可視文丘里管1、氣源2、氣管3、氣核噴頭4、進(jìn)液箱5、單向泵6、進(jìn)液管7、雙向泵8、開關(guān)9、出液箱10、出液管11、導(dǎo)流葉12、壓力表13、流量計(jì)14。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明：

這種多因素水洞空化實(shí)驗(yàn)裝置由可視文丘里管1、氣源2、氣管3、氣核噴頭4、進(jìn)液箱5、單向泵6、進(jìn)液管7、雙向泵8、開關(guān)9、出液箱10、出液管11、導(dǎo)流葉12、壓力表13、流量計(jì)14組成。四個(gè)氣核噴頭4均勻分布在可視文丘里管1的上游管壁，氣核噴頭4上設(shè)有開關(guān)9-3—9-6；進(jìn)液箱5與出液箱10之間安裝有雙向泵8；可視文丘里管1上游管線轉(zhuǎn)角處設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)流葉12。

工作時(shí)，啟動(dòng)單向泵6后，液體從進(jìn)液箱5開始流動(dòng)，然后依次流經(jīng)單向泵6、進(jìn)液管7、導(dǎo)流葉12、壓力表13、流量計(jì)14、可視文丘里管1，最后從出液管11回到出液箱10。

當(dāng)打開氣核噴頭4上的開關(guān)9-3—9-6，同時(shí)調(diào)節(jié)四個(gè)開關(guān)開啟程度，并保持每次調(diào)節(jié)后四個(gè)開關(guān)開啟程度相同，氣從氣源2流出，流經(jīng)氣管3、氣核噴頭4，并由氣核噴頭4噴出后形成氣核，最終溶入液體中。此種情況下，可用于研究液流中含氣量多少對(duì)空化的影響。

當(dāng)打開氣核噴頭4上的開關(guān)9-3—9-6，但這四個(gè)開關(guān)中的兩個(gè)或多個(gè)的開啟程度不一樣，或者只打開這四個(gè)開關(guān)的其中某個(gè)或多個(gè)開關(guān)，最終導(dǎo)致液流的湍流程度不一樣。此種情況下，可用于研究湍流程度對(duì)空化的影響。

往進(jìn)液箱5中加入一種或多種工作液，如增粘液、聚合物液等，可用于分別研究粘度或聚合物等一種或多種因素對(duì)空化的影響。

調(diào)節(jié)單向泵6的泵壓，泵壓不同，則液流的壓力、流量也會(huì)隨之改變，相應(yīng)的數(shù)據(jù)可從壓力表13、流量計(jì)14測(cè)出，此時(shí)可用于研究壓力、流量對(duì)空化的影響。

工作一段時(shí)間以后，進(jìn)液箱5中的液體會(huì)逐漸減少，出液箱10中的液體會(huì)逐漸增加，液體可在出液箱10中靜置一段時(shí)間，然后打開雙向泵8與開關(guān)9-1、9-2，將含雜質(zhì)少的液體從出液箱10泵入進(jìn)液箱5，以供循環(huán)利用。當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束，所有的液體不再需要時(shí)，可把進(jìn)液箱5中剩余的液體泵入出液箱10一起處理掉。

本裝置設(shè)有四個(gè)氣核噴頭4，不僅可研究含氣量多少對(duì)空化的影響，也可用于研究流態(tài)對(duì)空化的影響。進(jìn)液箱5中加入不同性質(zhì)的液體，可研究液流粘度、聚合物等對(duì)空化的影響?？梢曃那鹄锕?上游管線轉(zhuǎn)角處設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)流葉12，可減少上游液流在轉(zhuǎn)角處的能量損失，裝置更加節(jié)能。下游的液流可在出液箱10中靜置后，用雙向泵泵入進(jìn)液箱5，循環(huán)利用，減少水資源的浪費(fèi)，并使裝置清潔程度更高。當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束，所有的液體不再需要時(shí)，可把進(jìn)液箱5中剩余的液體泵入出液箱10一起處理掉。

這種多因素水洞空化實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)能省時(shí)，具有較強(qiáng)的適用性。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開的是一種多因素水洞空化實(shí)驗(yàn)裝置，這種多因素水洞空化實(shí)驗(yàn)裝置由可視文丘里管、氣源、氣管、氣核噴頭、進(jìn)液箱、單向泵、進(jìn)液管、雙向泵、開關(guān)、出液箱、出液管、導(dǎo)流葉、壓力表、流量計(jì)組成。本發(fā)明設(shè)有四個(gè)氣核噴頭，可用于研究含氣量、湍流程度對(duì)空化的影響。進(jìn)水箱中加入不同性質(zhì)的液體，可研究粘度、聚合物等對(duì)空化的影響?？梢曃那鹄锕苌嫌喂芫€轉(zhuǎn)角處設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)流葉，使裝置更加節(jié)能。下游的液流可在出液箱中靜置后，循環(huán)利用，減少水資源的浪費(fèi)。這種多因素水洞空化實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)能省時(shí)，具有較強(qiáng)的適用性。

技術(shù)研發(fā)人員：趙立強(qiáng);余洋;羅志鋒
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西南石油大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.08.07
技術(shù)公布日：2017.11.03