[發明專利]仿生射流表面流體摩擦阻力測試裝置及方法

有效

• 申請號: 201410027017.6
• 申請日: 2014-01-21
• 公開（公告）號: CN103759919A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 趙剛;李芳;劉維新;劉文博;李照遠;孫壯志
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.仿生射流表面流體摩擦阻力測試裝置，其特征是：包括支架、步進電機、密封水箱、水池、第一空心水軸、第二空心水軸、水泵，步進電機、密封水箱、水池、水泵安裝在支架上，步進電機位于密封水箱的下方，密封水箱里設置螺旋槳，步進電機連接螺旋槳，第一空心水軸通過配水環與第二空心水軸相連通，第二空心水軸連通水泵，水泵與水池通過第一管路相連通，水池與密封水箱通過第二管路相連通，密封水箱和水池里均充有液體，第一空心水軸上安裝傳力桿，傳力桿的端部安裝測力元件，第一空心水軸與配水環相連處安裝動密封裝置，配水環為空心結構，第一空心水軸位于配水環內的部分包含十字通孔結構，來自水泵的水通過第二空心水軸進入配水環，進而通過十字通孔結構進入第一空心水軸，通過第一空心水軸的端部懸空和在第一空心水軸的端部安裝光滑表面旋轉圓盤測試模型、仿生射流表面旋轉圓盤模型從而測試仿生射流表面旋轉圓盤模型的減阻性能。

2.根據權利要求1所述的仿生射流表面流體摩擦阻力測試裝置，其特征是：當第一空心水軸的端部安裝仿生射流表面旋轉圓盤模型時，仿生射流表面旋轉圓盤模型上安裝多孔射流器，仿生射流表面旋轉圓盤模型即為在光滑表面旋轉圓盤測試模型上設置射流孔，來自水泵的水首先進入多孔射流器，然后通過仿生射流表面旋轉圓盤模型的射流孔噴出。

3.根據權利要求2所述的仿生射流表面流體摩擦阻力測試裝置，其特征是：多孔射流器里安裝柵格整流板。

4.根據權利要求1-3任一所述的仿生射流表面流體摩擦阻力測試裝置，其特征是：第一管路上安裝溢流閥，第二空心水軸上安裝球閥和流量計。

5.仿生射流表面流體摩擦阻力測試方法，其特征是：采用如下測試裝置：包括支架、步進電機、密封水箱、水池、第一空心水軸、第二空心水軸、水泵，步進電機、密封水箱、水池、水泵安裝在支架上，步進電機位于密封水箱的下方，密封水箱里設置螺旋槳，步進電機連接螺旋槳，第一空心水軸通過配水環與第二空心水軸相連通，第二空心水軸連通水泵，水泵與水池通過第一管路相連通，水池與密封水箱通過第二管路相連通，密封水箱和水池里均充有液體，第一空心水軸上安裝傳力桿，傳力桿的端部安裝測力元件，第一空心水軸與配水環相連處安裝動密封裝置，配水環為空心結構，第一空心水軸位于配水環內的部分包含十字通孔結構，來自水泵的水通過第二空心水軸進入配水環，進而通過十字通孔結構進入第一空心水軸，通過第一空心水軸的端部懸空和在第一空心水軸的端部安裝光滑表面旋轉圓盤測試模型、仿生射流表面旋轉圓盤模型從而測試仿生射流表面旋轉圓盤模型的減阻性能；當第一空心水軸的端部安裝仿生射流表面旋轉圓盤模型時，仿生射流表面旋轉圓盤模型上安裝多孔射流器，仿生射流表面旋轉圓盤模型即為在光滑表面旋轉圓盤測試模型上設置射流孔，來自水泵的水首先進入多孔射流器，然后通過仿生射流表面旋轉圓盤模型的射流孔噴出；

（1）在第一空心水軸上安裝光滑表面旋轉圓盤測試模型，步進電機開始工作，帶動螺旋槳旋轉，通過與第一空心水軸固連的傳力桿和測力元件測量光滑表面旋轉圓盤測試模型的阻力F₁，隨后將光滑表面旋轉圓盤測試模型拆除，測量第一空心水軸懸空時的阻力F₂，測量測力元件與第一空心水軸之間的距離L，則光滑表面旋轉圓盤測試模型引起的摩擦力矩M_s為

M_s=(F₁-F₂)L；

（2）在第一空心水軸上安裝仿生射流表面旋轉圓盤模型并在上仿生射流表面旋轉圓盤模型安裝多孔射流器，啟動泵，調節球閥、溢流閥來調節泵的出口壓力和流量計的流量，進而控制射流孔的射流速度，啟動步進電機，保持在與步驟（1）步進電機轉速相等采集此時的力信號，將此時測得的力和步驟（1）空轉時的力之差與L相乘為該射流速度時仿生射流表面旋轉圓盤模型引起的摩擦力矩M_j；

（3）用減阻率DR來評價仿生射流表面的減阻效果，則：

DR=Ms-MjMs×100%.]]>