[實用新型]一種高速誘導(dǎo)輪低溫空化實驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720582844.0
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN206847904U
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱祖超;張少峰;李曉俊;李昳
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司33101
• 代理人: 王洪新,王之懷

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及低溫空化實驗裝置，尤其涉及一種高速誘導(dǎo)輪低溫空化實驗裝置。屬于低溫工程、流體機(jī)械工程領(lǐng)域和航空工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著石化工業(yè)和航天技術(shù)的不斷發(fā)展，離心泵也逐步向高速和大功率密度方向發(fā)展，而且隨著離心泵輸送介質(zhì)的多樣化，離心泵在輸送易汽化介質(zhì)和氣體低溫液化輸送等應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，使得離心泵內(nèi)復(fù)雜湍流場對進(jìn)口條件異常敏感，特別是空化導(dǎo)致液體火箭發(fā)動機(jī)離心泵故障越來越突出的背景下，進(jìn)口截面上即使相對強(qiáng)度較弱的擾動，也可能與泵內(nèi)空化流場作用，進(jìn)而影響泵的穩(wěn)定運行，這些都對離心泵的空化性能、工作穩(wěn)定性等提出了更高的要求。

為了保證離心泵具有優(yōu)越的空化性能，在離心泵葉輪前加載高抗空化性能的誘導(dǎo)輪是保證離心泵穩(wěn)定運行的最有效方法。由于低溫液體的表面張力比常溫水小很多，誘導(dǎo)輪在輸送低溫液體的過程中，如果管路泄熱將促使低溫介質(zhì)相變析出氣泡，導(dǎo)致低溫液體的運動行為和常溫汽液兩相流動有較大差別。此外，低溫流體較低的粘性也會直接影響氣泡尾跡區(qū)域的流場結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響汽液兩相流動流型的轉(zhuǎn)變邊界，這些都會對輸送低溫介質(zhì)的誘導(dǎo)輪空化性能產(chǎn)生影響。開展針對性的誘導(dǎo)輪低溫空化實驗，并在此基礎(chǔ)上提出改進(jìn)措施具有顯著的現(xiàn)實意義。然而，在實際的操作的過程中開展低溫液體含氣條件下的空化實驗難度較大：一方面因為在進(jìn)行誘導(dǎo)輪高速運轉(zhuǎn)實驗時，直接通過壁面加熱或輻射傳熱等方法研究輸送管路泄熱導(dǎo)致的低溫液體相變時，如果操作不慎，可能造成管內(nèi)低溫流體瞬間沸騰，具有較難的技術(shù)問題；另一方面，如果保溫措施實施不當(dāng)或者發(fā)生低溫液體泄漏，就會造成人員傷害。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種高速誘導(dǎo)輪低溫空化實驗裝置，該裝置應(yīng)能確保實驗?zāi)軌蝽樌M(jìn)行,實驗過程安全可靠，易于操作,并且具有結(jié)構(gòu)簡單的特點。

本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。

一種高速誘導(dǎo)輪低溫空化實驗裝置，包括臥式供液罐、帶有二號真空泵接口的誘導(dǎo)輪測試段以及通過單層管道連通誘導(dǎo)輪測試段輸出口的立式集液罐，二號真空泵接口用于連通二號真空泵；

其特征在于所述臥式供液罐通過帶有閥門的雙層管道與誘導(dǎo)輪測試段連通,雙層管道與誘導(dǎo)輪測試段之間還通過配有入口壓力和溫度傳感器的接頭連通著配有穩(wěn)壓罐的高壓氣瓶；所述臥式供液罐上還分別安裝著帶有閥門的一號真空泵接口和壓縮機(jī)接口；前述的各個部件及各管道的外表面均包覆著聚氨醋泡沫材料。

所述誘導(dǎo)輪測試段包括低溫電機(jī)帶動的誘導(dǎo)輪和安裝在誘導(dǎo)輪測試段的石英玻璃管下面的導(dǎo)流體；誘導(dǎo)輪測試段外部的透明真空視窗采用有機(jī)玻璃材質(zhì)的方腔型結(jié)構(gòu)，且透明真空視窗與石英玻璃管之間抽真空。

所述雙層管道的外層管道兩端分別安裝有等溫氣體入口和等溫氣體出口，雙層管道的內(nèi)層管道之間連接有低溫渦街流量計。

雙層管道的外層管道安裝有等溫氣體連通管，以繞過低溫渦街流量計并保持連通。

所述高壓氣瓶通過帶有通氣噴嘴的管路連通穩(wěn)壓罐以單向且以一定速率向主循環(huán)回路注入等溫氣體，所述通氣噴嘴是直管通氣噴嘴或螺旋通氣噴嘴。

誘導(dǎo)輪測試段與立式集液罐之間的單層管道上安裝有出口溫度和壓力傳感器。

所述誘導(dǎo)輪測試段配有觀察研究用的冷光燈以及高速相機(jī)。

誘導(dǎo)輪測試段的動密封采用金屬波紋管密封，靜密封采用金屬纏繞墊密封。