[發(fā)明專利]一種用于水下復(fù)雜表面減阻測(cè)量的重力式循環(huán)水洞在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201810284109.0 | 申請(qǐng)日： | 2018-04-02 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN108827591A | 公開（公告）日： | 2018-11-16 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 李宏源;呂鵬宇;段慧玲;相耀磊;袁輝靖;杜增智;黃晟林;李澤祥;王祥宇 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 北京大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | G01M10/00 | 分類號(hào)： | G01M10/00 |
| 代理公司： | 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021 | 代理人： | 任巖 |
| 地址： | 100871*** | 國(guó)省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 高位水箱 循環(huán)水 重力式 復(fù)雜表面 出水口 液位 液位測(cè)量裝置 液位高度信號(hào) 動(dòng)力系統(tǒng) 測(cè)量 減阻 恒定 流速調(diào)節(jié)裝置 液位控制系統(tǒng) 流場(chǎng)均勻性 變速 高度保持 控制流量 實(shí)時(shí)測(cè)量 實(shí)驗(yàn)空間 水流路徑 厘米級(jí) 寬頻 流出 輸出 水源 | ||
1.一種用于水下復(fù)雜表面減阻測(cè)量的重力式循環(huán)水洞，所述重力式循環(huán)水洞包括動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)力系統(tǒng)包括：
高位水箱(1)，其設(shè)置一出水口(18)，作為重力式循環(huán)水洞的水源，水由出水口流出；
液位測(cè)量裝置(10)，用于實(shí)時(shí)測(cè)量高位水箱(1)內(nèi)的液位，并將測(cè)得的液位高度信號(hào)輸出；
液位控制系統(tǒng)(11)，與液位測(cè)量裝置(10)連接，根據(jù)測(cè)得的液位高度信號(hào)調(diào)整高位水箱(1)內(nèi)的液位高度，使液位高度保持恒定；
流速調(diào)節(jié)裝置(14)，設(shè)置在高位水箱(1)的出水口后面的水流路徑上，用于控制流量，使流速達(dá)到設(shè)定值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重力式循環(huán)水洞，其特征在于，所述動(dòng)力系統(tǒng)還包括：
蓄水箱(8)，用于儲(chǔ)水，高位水箱(1)上的入水口(17)與蓄水箱(8)的出口連接；
抽水裝置(9)，用于將蓄水箱內(nèi)的水引到高位水箱(1)內(nèi)；
其中，液位控制系統(tǒng)(11)包括：
控制器(12)，與液位測(cè)量裝置(10)連接，用于實(shí)時(shí)接收液位高度信號(hào)；
變頻器(13)，與控制器(12)連接，控制器(12)根據(jù)接收到的液位高度信號(hào)調(diào)整變頻器(13)，抽水裝置(9)與變頻器(13)連接，變頻器(13)及時(shí)調(diào)控抽水裝置(9)的功率，減小或增大抽水裝置(9)的流量，使高位水箱(1)的液位高度保持不變。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的重力式循環(huán)水洞，其特征在于，流速調(diào)節(jié)裝置(14)為電磁閥，與控制器(12)聯(lián)動(dòng)，用于精準(zhǔn)地控制流量，進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)流速的目的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的重力式循環(huán)水洞，其特征在于，高位水箱(1)內(nèi)部設(shè)置有溢流板(16)，多余的流體流回蓄水箱(8)，用于協(xié)助液位控制系統(tǒng)(11)調(diào)節(jié)水頭的高度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的重力式循環(huán)水洞，其特征在于，所述重力式循環(huán)水洞還包括：
整流段(2)，與高位水箱(1)連接，用于調(diào)整來(lái)流；其中，流速調(diào)節(jié)裝置(14)設(shè)置在高位水箱(1)與整流段(2)之間；
收縮段(3)，與整流段(2)連接，用于對(duì)上游的來(lái)流加速，改善流場(chǎng)的均勻性，降低湍流度；
工作段(4)，與收縮段(3)連接，在此段進(jìn)行流場(chǎng)測(cè)量；
擴(kuò)散段(5)，與工作段(4)連接，用于將水流的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓能；
回流水箱(6)，其設(shè)置一入口，通過(guò)所述入口與擴(kuò)散段(5)連接；
回流管(7)，與回流水箱(6)的出口連接；蓄水箱(8)上設(shè)置有入口一，通過(guò)入口一與回流管(7)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的重力式循環(huán)水洞，其特征在于，高位水箱(1)的出水口(18)由一塊U型孔板(15)包圍，降低來(lái)流的脈動(dòng)，提高工作段流場(chǎng)的均勻性。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的重力式循環(huán)水洞，其特征在于，整流段(2)的內(nèi)部裝有蜂窩器(20)、阻尼網(wǎng)(21)和水平孔板(22)，用于將來(lái)流在整流段(2)內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，消除渦結(jié)構(gòu)，提高流場(chǎng)的均勻性。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的重力式循環(huán)水洞，其特征在于，收縮段(3)由移軸維氏曲線不銹鋼板構(gòu)成，收縮比為9:1，用于對(duì)上游的來(lái)流加速，改善流場(chǎng)的均勻性，降低湍流度。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的重力式循環(huán)水洞，其特征在于，
工作段(4)的材質(zhì)為有機(jī)玻璃；
擴(kuò)散段(5)的材質(zhì)為不銹鋼；
回流水箱(6)為開口長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，便于與大氣壓相通，避免水中氣泡在工作段富集。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重力式循環(huán)水洞，其特征在于，
抽水裝置(9)為水泵；
液位測(cè)量裝置(10)為超聲波液位計(jì)。
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