[發明專利]多孔介質粘性阻力系數與慣性阻力系數測量方法及裝置

在審

• 申請號: 201710113586.6
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106706268A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 辛俐;胡興軍;惠政;郭鵬;馬洪剛;于旭濤;吳賓;張景銀;姚宏義;王彬彬;金鈴;丁九洋;孫興智
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙)11369
• 代理人: 周明飛

技術領域

本發明屬于流體流體動力學測量技術領域，特別涉及一種多孔介質粘性阻力系數與慣性阻力系數測量方法及裝置。

背景技術

多孔介質，是由固體物質組成的骨架和由骨架分隔成大量密集成群的微小空隙所構成的物質。多孔介質內的微小空隙可能是互相連通的，也可能是部分連通、部分不連通的。由于多孔介質結構特性，對于多孔介質的阻力特性的研究還非常匱乏，目前還沒有任何一項技術可以準確的測量出多孔介質的阻力系數和慣性系數，給多孔介質的應用帶來了很多不便。現有的測量裝置大多比較簡單，測量誤差大，對結果的準確性造成較大影響。

發明內容

本發明的目的是克服現有多孔介質粘性阻力系數與慣性阻力系數測量方法復雜，精度低的缺陷。

本發明的另一個目的是克服現有測量裝置測量誤差大的缺陷。

本發明提供的技術方案為：

一種多孔介質材料粘性阻力系數與慣性阻力系數測量方法，包括以下步驟：

步驟一、使用傳感器獲取流體流經多孔介質材料前后的壓降ΔP和流體的流速v；

步驟二、將ΔP和v擬合成二次多項式Δp＝a₁v²+a₂v，得到參數a₁和a₂的值；

步驟三、計算粘性阻力系數1/α和慣性阻力系數C₂

式中Δn為多孔介質材料的厚度，μ為流體的動力粘度，ρ為流體的密度。

優選的是，所述流體為空氣。

優選的是，步驟一中，首先在測量管道中不安裝多孔介質材料，給定一定的流體流量，測量流體流經測量管道前后的壓降Δp₁；然后將多孔介質材料裝入到測量管道中，給定相同的流體流量，測量流體流經測量管道前后的壓降Δp₂，并使Δp＝Δp₂-Δp₁。

一種多孔介質材料粘性阻力系數與慣性阻力系數測量裝置，包括依次連接的流體發生裝置、流體穩定裝置、流量控制裝置和試驗管路；所述試驗管路包括：

試驗材料裝夾裝置，用于裝夾多孔介質材料；

高壓力掃描裝置，其設置在試驗材料裝夾裝置的前端，以測量流體流經多孔介質前的壓力；

低壓力掃描裝置，其設置在試驗材料裝夾裝置的前端，以測量流體流經多孔介質后的壓力；

葉輪測速儀，用于測量試驗管路中流體流速。

優選的是，所述流體發生裝置為空氣壓縮機。

優選的是，所述流體穩定裝置包括三個串聯的減壓閥。

優選的是，所述流量控制裝置采用節流閥。

優選的是，所述高壓力掃描裝置8根壓力傳送管，所述壓力傳送管安裝在壓力管固定裝置上，所述壓力管固定裝置中心設置有十字形支架，在十字形支架上共設置有八個安裝孔，用于安裝8根壓力傳送管。

優選的是，所述低壓力掃描裝置8根壓力傳送管，所述壓力傳送管安裝在壓力管固定裝置上，所述壓力管固定裝置中心設置有十字形支架，在十字形支架上共設置有八個安裝孔，用于安裝8根壓力傳送管。

本發明的有益效果是：本發明提供的多孔介質材料粘性阻力系數與慣性阻力系數測量及方法，通過測量流體的流速及流經多孔介質前后的壓差，就能計算出粘性阻力系數與慣性阻力系數，計算方法簡單，精度高，獲取測量參數的裝置結構緊湊，成本低廉，使用十分方便。

附圖說明

圖1為本發明所述的多孔介質材料粘性阻力系數與慣性阻力系數測量裝置總體結構示意圖。

圖2為本發明所述的試驗管路結構示意圖。

圖3為本發明所述的壓力管固定裝置結構示意圖。

圖4為本發明所述的多孔介質材料粘性阻力系數與慣性阻力系數測量方法流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。

如圖1所示，本發明提供了一種多孔介質材料粘性阻力系數與慣性阻力系數測量裝置，包括依次連接的氣源產生裝置、氣源穩定裝置、流量控制裝置和試驗管路。其中，所述氣源產生裝置采用一個每分鐘壓縮360升的空氣壓縮機110，可以為整個測量系統持續不斷地提供流體。

從空氣壓縮機110產生的氣體并不穩定，通過氣源穩定裝置能夠穩定的輸出氣壓，便于后續氣體流速的測量。所述氣源穩定裝置采用三個串聯的減壓閥120來實現調節穩定氣壓。