[實用新型]一種自動吸液的文丘里管型空蝕設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720971945.7
• 申請日: 2017-08-06
• 公開（公告）號: CN207300776U
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳林;吳鑫;陳迪;蘇克勤
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01N3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及的是水力空化技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種自動吸液的文丘里管型空蝕設(shè)備。

背景技術(shù)

在繞流流動過程中，當(dāng)繞流物體邊壁上最小壓強點的壓強降到臨界壓強時，該處首先發(fā)生空化，并逐漸形成一個可見空穴，水力空化技術(shù)領(lǐng)域?qū)⑵浞Q為固定型空穴。根據(jù)固定型空穴的外觀形態(tài)，可將其分為局部空穴和超空穴。研究表明，隨著水流速度的增大，或者人為使氣體進(jìn)入繞流低壓區(qū)等方式，均可使局部空穴向超空穴轉(zhuǎn)化，分別形成普通型超空穴和通氣型超空穴。在水力工程上常采用人為通氣的方式，即形成超空穴來保護(hù)繞流物體不受空蝕破壞，但如果通氣量過大，也可能引起超空穴表面的波動，而帶來負(fù)面影響。

目前，研究局部空穴的空蝕設(shè)備多于研究超空穴的空蝕設(shè)備，并且國內(nèi)外現(xiàn)在所普遍使用的研究超空穴的空蝕設(shè)備大都存在著許多的弊端。例如，實驗設(shè)備過于復(fù)雜，操作過程繁瑣，但功能過于單一，不能研究多種因素對空穴形成的影響；空蝕設(shè)備采用一級節(jié)流，空化現(xiàn)象不明顯，難以形成超空穴；實驗過程中，試件位置受水流波動的影響較大，出現(xiàn)試件脫落的情況；實驗結(jié)果不能量化，最終結(jié)論說服力較差等。

因此，急需一種結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)、性能穩(wěn)定、結(jié)果可靠的自動吸液的空蝕設(shè)備，用于研究超空穴或其他空穴。。

實用新型內(nèi)容

本實用新型旨在提供一種自動吸液的文丘里管型空蝕設(shè)備，用于解決目前研究超空穴的空蝕設(shè)備所存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作過程繁瑣、功能單一、空化現(xiàn)象不明顯、設(shè)備性能不穩(wěn)定、實驗結(jié)果準(zhǔn)確度較低等問題。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

這種自動吸液的文丘里管型空蝕設(shè)備由干路管線、吸液管線、進(jìn)氣管線以及節(jié)流體、短桿、繞流物體、流量計、閥門、水槽、氣體泵組成。干路管線設(shè)有節(jié)流體和繞流物體兩級節(jié)流；節(jié)流體處連接吸液管線，繞流物體處連接進(jìn)氣管線；吸液管線和進(jìn)氣管線均安裝閥門和流量計；繞流物體末端設(shè)有長方體試件凹槽。

本實用新型的優(yōu)點：

這種自動吸液的文丘里管型空蝕設(shè)備采用節(jié)流體和繞流物體兩級節(jié)流，極大地提高了空化的效果，促進(jìn)了超空穴的產(chǎn)生。水槽中可以選擇不同的工作液，如增粘液、砂液等，用于研究不同因素對空穴的影響，同時由于采用文丘里管型空蝕設(shè)備，工作液會在壓差的作用下自動吸入干路管線，設(shè)備節(jié)能效果好。進(jìn)氣管線進(jìn)氣時可以用于研究通氣型超空穴，故該設(shè)備功能較多，提高了其適用性。短桿用于固定繞流物體，長方體試件凹槽用于固定試件，減少了水流波動對試件位置的影響，實驗過程中設(shè)備性能更加穩(wěn)定。吸液管線和進(jìn)氣管線均安裝有閥門和流量計，使實驗結(jié)果可以量化，實驗結(jié)論更加具有說服力。

附圖說明

圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：干路管線1、節(jié)流體2、短桿3、繞流物體4、長方體試件凹槽5、吸液管線6、進(jìn)氣管線7、流量計8、閥門9、水槽10、氣體泵11。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的說明：

這種自動吸液的文丘里管型空蝕設(shè)備由干路管線1、吸液管線6、進(jìn)氣管線7、節(jié)流體2、短桿3、繞流物體4、流量計8、閥門9、水槽10、氣體泵11組成。干路管線1設(shè)有節(jié)流體2和繞流物體4兩級節(jié)流；節(jié)流體2處連接吸液管線6，繞流物體4處連接進(jìn)氣管線7；吸液管線6和進(jìn)氣管線7均安裝閥門9和流量計8；繞流物體4末端設(shè)有長方體試件凹槽5，試件可粘在長方體試件凹槽5內(nèi)。

工作時，水首先從干路管線1流到節(jié)流體2處，由于流動截面積縮小，流速迅速增加，壓強迅速減小形成負(fù)壓，并在此形成第一次節(jié)流(文丘里管的原理)。在壓差的作用下，水槽10中的工作液會從吸液管線6自動吸入干路管線1，并在節(jié)流體2處與高速水流混合均勻。混合后的水流繼續(xù)向前流動，當(dāng)?shù)竭_(dá)繞流物體4時，在此形成第二次節(jié)流，使得壓力進(jìn)一步降低。進(jìn)氣管線7中的氣在自身能量或者氣體泵11的作用下，進(jìn)入干路管線1，并在繞流物體4處通氣使水形成空穴，從而用于研究空穴對放在繞流物體4末端的試件的影響以及評估試件抗空蝕的性能。

當(dāng)水的流量足夠大時，經(jīng)過兩次節(jié)流之后，繞流物體2處的壓力下降非常明顯，足以形成普通型超空穴。此種情況下，打開閥門9-1，關(guān)閉閥門9-2，工作液如增粘液、砂液等進(jìn)入干路管線1，此時可以研究在水流粘度、水流中含砂等一種或多種影響因素作用下普通型超空穴的形成對試件的剝蝕破壞。