[發(fā)明專利]一種低壓電火花法空泡發(fā)生裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810972962.1
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN109029914B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄒俊;林方燁
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;G05D5/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發(fā)明公開了一種低壓電火花法空泡發(fā)生裝置。絕緣框架置于水箱內(nèi)，水箱裝滿水，絕緣框架的四角均固定有一螺栓；兩根銅絲的兩端分別固定在位于絕緣框架四角的四根螺栓兩個一對角方向的螺栓上，第二根銅絲的另一端和精密拉力計連接；兩根銅絲高度不同使得兩根銅絲在絕緣框架中心交叉并接觸搭接；第一根銅絲一端所固定的螺栓和第二根銅絲一端所固定的螺栓分別連接有電路負(fù)極接線和電路正極接線，電路負(fù)極接線和電路正極接線連接到光電耦合電路，通過光電耦合電路控制第一根銅絲和第二根銅絲之間的電通斷。本發(fā)明通過銅絲夾持裝置使銅絲的接觸狀態(tài)更穩(wěn)定可靠，優(yōu)化產(chǎn)生空泡發(fā)生過程，使得產(chǎn)生的空泡更好，可以用于觀測空泡在復(fù)雜流場下的動力學(xué)行為。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及了一種空泡發(fā)生裝置，具體地說是一種帶有銅絲夾持裝置的水中低壓電火花法空泡發(fā)生裝置。

背景技術(shù)

液流中局部壓力低于相應(yīng)溫度下的飽和蒸氣壓時，局部液體將發(fā)生汽化形成空泡，這種現(xiàn)象稱為空化。空泡潰滅時將在周圍極小的空間內(nèi)產(chǎn)生高溫、高壓和微射流，并引起振動和噪聲問題。空化既會侵蝕機(jī)械元件，造成空蝕破壞，也可以加以利用，比如將空化應(yīng)用與清洗、切割破碎物件以及提高石油鉆鉆速等。

常見利用電火花法產(chǎn)生空泡的方式主要有兩種：高壓電火花法和低壓電火花法。高壓電火花法是通過在兩個靠得很近但不發(fā)生接觸的針尖電極上施加一個很高的電壓(一般大于1000V)，使電極之間的液體被擊穿而發(fā)生汽化產(chǎn)生空泡。低壓電火花法是產(chǎn)生空泡的常見方法，將兩根銅絲搭接在一起，銅絲的兩端分別接電容(一般低于250V)的正負(fù)極，當(dāng)電路通路時，會產(chǎn)生很大的通路電流，使銅絲搭接處熔斷。銅絲的熔斷將迅速汽化周邊的液體，形成一個向外膨脹的空泡。相對于高壓電火花法，低壓電火花法的試驗裝置更加簡單，實驗的安全性也更高，目前已成為更受歡迎的研究空泡的實驗方法。

利用低壓電火花法產(chǎn)生空泡，空泡的直徑主要受電容的電壓值、銅絲接觸點的接觸面積和張緊力影響很大。此外，由于電容放電電路在短路熔斷銅絲的過程中會產(chǎn)生很大的電流，而傳統(tǒng)控制電路通斷多采用機(jī)械開關(guān)，因此開關(guān)通斷時會形成劇烈的振蕩電弧。震蕩電弧的存在不僅容易燒毀開關(guān)，還會影響熔斷銅絲的熱量，最終對產(chǎn)生的空泡尺寸造成很大的影響。

現(xiàn)有空泡產(chǎn)生，均是兩根銅絲都采用簡單的碰觸的搭接方法，并沒有控制兩根銅絲之間的應(yīng)力和壓力來優(yōu)化空泡的產(chǎn)生。

兩根銅絲中的銅絲的一端與電路連接，另一端處于自由狀態(tài)，兩根銅絲中間相互接觸，依靠銅絲自身的剛性保證接觸點上有弱的應(yīng)力，這種方法由于無法保證銅絲接觸狀態(tài)的重復(fù)性，每次產(chǎn)生空泡大小的重復(fù)性較差，而且由于銅絲一端處于自由狀態(tài)，無法應(yīng)用于強(qiáng)渦流場以及懸濁液等存在復(fù)雜擾動的流場中的空泡產(chǎn)生。

而且現(xiàn)有空泡產(chǎn)生所采用的放電電路都采用簡單的機(jī)械開關(guān)控制通斷，在切換開關(guān)狀態(tài)的時候存在嚴(yán)重的電弧震蕩問題，電弧振蕩會引起線路中電流的劇烈波動，進(jìn)而對熔斷銅絲的熱量產(chǎn)生很大的擾動影響。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種低壓電火花法空泡發(fā)生裝置，能夠用于復(fù)雜流場。本發(fā)明的另一個目標(biāo)是提供一種基于低壓電火法花產(chǎn)生重復(fù)性好的空泡(即每次產(chǎn)生空泡的最大直徑相近)發(fā)生裝置。

本發(fā)明的目標(biāo)是以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：