[發(fā)明專利]一種流場顯示實驗裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210083871.5
• 申請日: 2012-03-27
• 公開（公告）號: CN102620904A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭維紅;張昕喆;王歡;陳寧;曹國華;晁陽;王磊;徐勇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 程化銘

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種實驗裝置，尤其涉及一種用于流場定性實驗研究的流場顯示實驗裝置。

背景技術(shù)

流體流動是一種非常復(fù)雜的過程，很多流動規(guī)律有待研究。如果單純用數(shù)理分析，在多數(shù)情況下難以得出正確結(jié)果，而必須依賴于實驗來探索規(guī)律、驗證理論、解決生產(chǎn)實際問題。流場顯示和流場模擬是流體力學(xué)發(fā)展的兩大核心任務(wù)，其中流場的顯示技術(shù)是為了更好的從直觀上了解整個流場的分布，掌握流動特點，幫助建立理論分析模型，而且可以從流動圖像中獲得信息，檢驗理論分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)新的現(xiàn)象。目前的流場顯示技術(shù)很多，綜合來看分為第一代傳統(tǒng)方法和含有計算機(jī)輔助標(biāo)志的第二代流場顯示方法。第二代流場顯示技術(shù)，如PIV，LIF等，普遍造價昂貴，操作復(fù)雜，需要實驗人員才能取得理想效果；第一代傳統(tǒng)流場顯示技術(shù)各自存在著不足：如煙風(fēng)洞不能顯示某一特定截面上的流場分布，不利于觀察繞流形成的渦流、脫流等現(xiàn)象。因此，通過設(shè)計一種流場顯示實驗裝置用于高校本科教學(xué)和流場定性實驗研究才是唯一可行的途徑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種操縱簡便，實驗數(shù)據(jù)可靠，用于流場定性實驗研究的流場顯示實驗裝置。

本發(fā)明包括計算機(jī)、管道、示蹤氣體發(fā)生裝置、軸流風(fēng)機(jī)、觀察段、模型控制裝置、片光切割流場裝置、圖像數(shù)據(jù)采集控制裝置、穩(wěn)流管束、風(fēng)機(jī)變頻控制裝置；所述管道的兩端分別設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口；在靠近進(jìn)風(fēng)口的管道中布置有示蹤氣體發(fā)生裝置；在靠近出風(fēng)口的管道中布置有軸流風(fēng)機(jī)；在示蹤氣體發(fā)生裝置和軸流風(fēng)機(jī)之間的管道上布置有觀察段；在上述觀察段中布置有模型控制裝置；在觀察段上方布置有片光切割流場裝置和圖像數(shù)據(jù)采集控制裝置；在上述示蹤氣體發(fā)生裝置和觀察段之間的管道中布置有穩(wěn)流管束；所述計算機(jī)通過數(shù)據(jù)傳輸線與模型控制裝置、圖像數(shù)據(jù)采集控制裝置和軸流風(fēng)機(jī)相連；上述計算機(jī)和軸流風(fēng)機(jī)之間連接有風(fēng)機(jī)變頻控制裝置。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述示蹤氣體發(fā)生裝置包括可調(diào)加熱器、恒溫盤、可調(diào)速給粉電機(jī)、均勻給粉螺旋桿、儲粉漏斗；所述恒溫盤固定連接在可調(diào)加熱器上；所述均勻給粉螺旋桿橫向布置在恒溫盤的上方，均勻給粉螺旋桿的一端與可調(diào)速給粉電機(jī)的輸出端相連，另一端伸入到儲粉漏斗中。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述示蹤氣體發(fā)生裝置還包括攪拌除渣桿、可調(diào)速攪拌電機(jī)和攪拌頭；所述攪拌頭連接在攪拌除渣桿的一端，攪拌頭布置在恒溫盤中；可調(diào)速攪拌電機(jī)的輸出端與攪拌除渣桿的另一端相連。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述片光切割流場裝置連接在一可以在360°范圍內(nèi)調(diào)節(jié)片光角度的旋轉(zhuǎn)支架上。

本發(fā)明中的流場顯示實驗裝置采用粒子示蹤方法顯示流場，即在暗環(huán)境下利用光學(xué)透鏡將線狀激光發(fā)散成較薄的類似于“激光片光”的光源，以此片光切割帶有示蹤氣體的流場，顯示流場某個截面上的流動狀況，并通過調(diào)整片光系統(tǒng)的角度來實現(xiàn)流場各個截面上的顯示。示蹤粒子依次通過示蹤氣體發(fā)生裝置、穩(wěn)流管束、管道、觀察段，生成的清晰圖像傳輸?shù)接嬎銠C(jī)中。