[發明專利]約束型實驗超空泡發生裝置

有效

• 申請號: 201310179285.5
• 申請日: 2013-05-15
• 公開（公告）號: CN103257030A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 陳波;彭立兵;施紅輝;黃保乾;王昀;謝凱
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及一種超空泡發生裝置，尤其是涉及一種約束型實驗超空泡發生裝置。

背景技術

當航行體在流體中高速運動時，航行體表面的流體壓力就會降低，當航行體的速度增加到某一臨界值時，流體的壓力將達到汽化壓，此時流體就會發生相變，由液相轉變為汽相,這就是空化現象。隨著航行體速度的不斷增加，空化現象沿著航行體表面不斷后移、擴大、進而發展成超空化形成超空泡。由于航行體在水中的摩擦阻力約為在空氣中摩擦阻力的850倍，因此超空泡技術的應用可以使水下航行體的摩擦阻力大幅減小。

超空泡減阻技術已經對海戰武器的研制和新型船體減阻技術產生了巨大的影響，目前，美，德，英，法等國都在進行超空泡減阻技術的基礎與應用研究因此具有十分重要的軍事意義和社會經濟效益。目前，國外對于此方面的研究技術比國內先進很多，由于諸多因素的限制。20世紀八、九十年代，開始研究水下物體局部空泡的穩定性和升、阻力特性，以及出水沖擊等問題。以上研究主要針對局部空泡，而超空泡技術的研究最近幾年剛剛起步，目前主要在空泡水洞、拖曳水池和射彈實驗水槽中進行模型實驗，通過水洞研究超空泡因實驗成本高一般科研機構無法進行實驗，拖曳水池由于實驗速度低實驗模型周圍無法產生空泡或者產生的空泡不穩數據不精確，彈射實驗水槽由于實驗的隨機性給實驗結果帶了很大的誤差?。

發明內容

針對上述背景技術中所存在的問題，本發明的目的在于提供一種約束型實驗超空泡發生裝置，能夠給實驗模型提供準確穩定的速度，增加實驗的重復性，準確性。

本發明解決其技術問題采用的技術方案是：

本發明將實驗水箱水平固定在實驗支架上，實驗水箱前后面安裝有機玻璃視窗，實驗水箱上面沿長度方向正中間裝有兩根相對布置的“Z”字型導軌，實驗水箱上面沿長度方向正中間開有長通槽，承載滑塊與兩根相對布置的“Z”字型導軌構成滑動副，連接桿的一端與承載滑塊中心連接，連接桿的另一端穿過實驗水箱經中間長通槽伸入實驗水箱內，連接桿的另一端頭部安裝有實驗模型，鋼絲的一端與露出“Z”字型導軌外的承載滑塊的牽引立柱連接，鋼絲的另一端與拖拽裝置中的卷揚輪連接；靠近拖拽裝置一側的兩根“Z”字型導軌上面分別裝有摩擦條，兩條摩擦條的一端經旋轉軸與各自的“Z”字型導軌構成轉動副，兩根“Z”字型導軌側面分別裝有調整螺栓，兩個調整螺栓分別頂在各自摩擦條的外側面，兩個調整螺栓靠近拖拽裝置的“Z”字型導軌上；，兩個壓力傳感器分別安裝在遠離拖拽裝置的旋轉軸一側的兩根“Z”字型導軌上；其中一個有機玻璃視窗前安放高速攝影儀，高速攝影儀的兩側安放照明燈，高速攝影儀的攝像頭垂直對準實驗模型的水平中心軸，高速攝影儀與工控計算機相連。

所述的拖拽裝置包括伺服電機、第一套筒聯軸器、電磁離合器、第二套筒聯軸器和卷揚輪；在伺服電機支架上，伺服電機經第一套筒聯軸器、電磁離合器、第二套筒聯軸器與卷揚輪相連，卷揚輪與鋼絲的另一端連接。

靠近拖拽裝置一端的長通槽端面裝有緩沖的牛筋墊。

本發明具有的有益效果是：

本發明中的伺服電機通過改變其通電頻率來為實驗模型提供準確穩定和一定范圍的實驗速度，對實驗模型產生空泡時的臨界速度可以直觀準確的設定和測量，使產生的空泡穩定，電磁離合器收到承載滑塊給壓力傳感器的觸發信號后能夠使卷揚輪和伺服電機快速準確的斷開，阻停裝置通過調節調整螺栓來控制摩擦條的開口大小從而控制滑塊的停止時間和距離，承載滑塊設計小巧自身重量輕而使其得到更大的滑動速度，實驗模型表面所產生的空泡配合使用各種高級光學儀器可以清晰的觀察其產生及發展。

附圖說明

圖1是約束型超空泡發生裝置的總體布置圖。

圖2是圖1的俯視圖。

圖3是承載滑塊剖視圖。

圖4是摩擦條裝配示意圖。

圖5是拖拽裝置結構圖。

圖中：1、實驗支架，2、實驗模型，3、連接桿，4、承載滑塊，5、牽引立柱，6、“Z”字型導軌，7、鋼絲，8、實驗水箱，9、有機玻璃視窗，10、螺栓，11、伺服電機支架，12、伺服電機，13、螺釘，14、長通槽，15、壓力傳感器，16、旋轉軸，17、摩擦條，18、調整螺栓，19、牛筋墊，20、卷揚輪，21、第二套筒聯軸器，22、電磁離合器，23、第一套筒聯軸器，24、工控計算機，25、照明燈，26、高速攝影儀。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。