[實用新型]一種用于流動顯示、測量的實驗裝置

有效

• 申請號: 201720342563.8
• 申請日: 2017-04-01
• 公開（公告）號: CN206725185U
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 王嫻;張保雷;李躍明
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;G01M9/04;G01M9/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 齊書田

技術領域

本實用新型屬于流體力學實驗技術領域，具體涉及一種用于流動顯示、測量的實驗裝置。

背景技術

流體實驗總體上包括流動顯示和流動測量。流動顯示實驗主要任務是使流體流動過程可視化，而流動測量主要是獲取流體流動過程定量化信息，它們相輔相成，是實驗流體力學的組成部分。通過各種流動顯示與測量實驗，可以使人們了解復雜流動現象，探索物理機制和運動規律，為建立新概念和數學模型提供科學依據。流動顯示與測量技術本身也是解決實際工程問題的主要手段。可以說，在流體力學發展過程中每一次理論上的突破及其工程中的應用，幾乎都是從對流動現象的觀察開始。如1880年的雷諾轉捩實驗，1888年的馬赫激波現象實驗，1904年普朗特提出邊界層的概念，1912年馮卡門對圓柱體繞流渦街分析等，無一不是以流動顯示和測量的結果為基礎，而對流動現象的深入分析又是建立和驗證新概念、發現新規律的關鍵。在航空航天領域涉及到的流動狀況更加復雜多變，尤以航空發動機內部的流動為甚，作為“工業上的皇冠明珠”，航空發動機燃燒室燃氣出口溫度越來越高，透平葉片的冷卻也顯得更加重要、突出，氣膜冷卻便是一種重要的冷卻方式，但對氣膜冷卻的研究更多集中于冷卻效率上，而利用實驗手段，結合冷卻性能分析，從流動機理或者氣流摻混機理的角度分析氣膜冷卻特性的研究很少。實際葉片形狀復雜，氣膜孔多，而平板單孔射流可以相對容易地研究各個參數所帶來的影響，同時又不失一般性，也因此利用實驗手段，從流動特性的角度研究高溫燃氣流與冷卻氣體的摻混，以好的流動顯示、測量方法獲取流場中的渦系結構，繼而從復雜流動結構特性的角度來揭示摻混機理具有創新性。鑒于此，如何設計一種現實可行，流動結構顯示清晰，對流場干擾小，便于流場顯示、測量、改造，實驗結果準確可靠的實驗裝置及方法具有重要意義。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種用于流動顯示、測量的實驗裝置，以克服現有技術中的問題，本實用新型適用于不同類型規格風洞，流體力學中經典的問題——橫向射流中流動結構的流動顯示、測量實驗，對流場干擾小，顯示效果好，測量準確，成本低；實驗方法結果精度高，操作簡便易行；便于進行改裝以進行其他的流體實驗。

為達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種用于流動顯示、測量的實驗裝置，包括用于連接在風洞上的實驗腔，實驗腔的底部可拆卸的連接有射流板，射流板下部連接有集氣腔，且集氣腔通過射流板上的射流孔與實驗腔連通，集氣腔的底部通過軟管和過渡接頭依次連接有流量計、穩流閥、穩壓閥、煙霧器以及空壓機；

實驗腔的后側設置有升降臺，升降臺上連接有二維移動滑臺，二維移動滑臺的底部連接有光源設備，實驗腔的頂部設有供光源通過的槽縫，實驗腔的外側設有正對實驗腔的數據采集設備，且數據采集設備電連接至計算機。

進一步地，實驗腔的壁面均為透明亞克力板。

進一步地，實驗腔后端的壁面內側設置有遮光布。

進一步地，數據采集設備正對設置有遮光布的壁面。

進一步地，射流板下部表面上均勻地刻有若干刻度線，且相鄰的刻度線之間的間距等于射流孔孔徑。

進一步地，數據采集設備為超高速相機或CCD相機。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益的技術效果：

本實用新型裝置采用實驗腔和射流板分離的形式，避免了進行不同射流角度的實驗時，整體更換實驗腔，既保證了實驗的順利進行，減小實驗誤差，又節約了成本，也可相應的移植到其他實驗中，我們可以通過對實驗進行深入分析，考慮主要問題、矛盾，實驗時可以將射流板長寬設置的比要研究的范圍多出一定尺寸，射流板與實驗腔的配合處加工精度要高，保證嵌合準確，同時不需要對實驗腔進行拆卸，相應的其他光源設備和測試、測量儀器就可以穩定在原處，再加上準確的嵌入配合就可以使得實驗在相同條件下進行，減小因重新安裝實驗腔、調整設備、儀器等外界因素的干擾造成的誤差；另外實驗中要求片光源設備或者脈沖光源設備在三維空間中進行較為準確的移動、定位，傳統上都是利用現有的三維移動臺實現，但是其價格昂貴，而且風洞位置固定，難以有規格類型合適的三維移動臺，基于此，本實用新型采用升降臺和二維移動滑臺，既可以準確的實現實驗要求，成本又較為低廉。