[實用新型]一種通道流場模擬試驗裝置

有效

• 申請號: 201821648731.7
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN209342332U
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 余楊;吳晨;李振眠;吳世博;高揚;余建星;徐立新
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

本實用新型涉及一種通道流場模擬試驗裝置，包括通道主體、動力系統、試驗模型和攝像設備。通道主體包括位于通道中部的兩段試驗段，兩段試驗段通過模型段相連接，從試驗段向兩邊分別依次連接有收縮段和動力段；動力段內含活塞和活塞密封圈，活塞在活塞推桿帶動下能夠在動力段內往復運動，動力段上設有出氣閥和進水閥；所述的動力系統包括推桿附件、電液推桿、軸桿和活塞推桿，電液推桿的輸入端與下位機連接，電液推桿的輸出端與推桿附件連接，軸桿與動力段平行，設置在兩個動力段內的活塞推桿分別連接到同側的軸桿上，電液推桿通過電機的正反轉，帶動推桿附件實現單向運動或者往復運動。本實用新型具有結構簡單、操作簡便、流場品質好的優點。

技術領域

本實用新型屬于流體力學實驗設備技術領域，具體是一種通道流場模擬試驗裝置。

背景技術

目前，流場模擬主要通過風洞實驗室、水洞實驗室或者水槽試驗裝置實現。傳統的風洞實驗室、水洞實驗室或者水槽試驗裝置體積和重量都很大，需要配備專門的大功率電機、水庫和水塔。近年來，為了減少占地面積，節約裝置制作成本，大量的流場模擬裝置逐漸向小型化發展。中國專利申請201710956237.0中公開了一種短型水槽試驗裝置，克服水槽試驗裝置長度過長的弊端，能夠用于明渠水流實驗和泥沙試驗，但該裝置無法模擬封閉水流通道。

對于振蕩流場的模擬，較早的振蕩流試驗設備為U型振蕩水槽。該類型水槽分為氣驅動和活塞驅動。氣驅動U型振蕩水槽采用彎管型線、步進電機帶動蝶閥的控制系統和吸氣驅動等技術措施，能夠產生較好品質的振蕩流場，但是該裝置產生的流場振蕩周期調節依賴裝置本身設計尺寸，調節比較復雜。活塞驅動U型振蕩水槽可以通過改變外加力頻率改變水柱的振蕩頻率，但機械結構復雜、流場品質較差。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種通道流場模擬試驗裝置，具有結構簡單、操作簡便、流場品質好的優點，其可以模擬通道均勻流動、振蕩流動等形式的流動分布，同時可以開展通道內縮尺比模型水動力性能試驗研究。本實用新型采用以下的技術方案：

一種通道流場模擬試驗裝置，包括通道主體、動力系統、試驗模型和攝像設備，其特征在于，

所述的通道主體包括位于通道中部的兩段試驗段，兩段試驗段通過模型段相連接，從試驗段向兩邊分別依次連接有收縮段和動力段；

動力段內含活塞和活塞密封圈，活塞在活塞推桿帶動下能夠在動力段內往復運動，活塞密封圈用于動力段內壁與活塞之間的密封，動力段上設有出氣閥和進水閥；

所述的動力系統包括推桿附件、電液推桿、軸桿和活塞推桿，電液推桿的輸入端與下位機連接，電液推桿的輸出端與推桿附件連接，軸桿與動力段平行，設置在兩個動力段內的活塞推桿分別連接到同側的軸桿上，電液推桿通過電機的正反轉，帶動推桿附件實現單向運動或者往復運動，進而推桿附件帶動軸桿，軸桿帶動活塞推桿單向運動或者往復運動；

攝像設備，用于拍攝通道流場中試驗段和模型段中流場情況。

優選地，通道主體為矩形截面。

從試驗段到收縮段的擴張角不大于25°，單側試驗段的長高比大于5:1。

所述的模型段開有模型安裝孔，模型安裝孔可以根據試驗要求采用下開夾持槽口的螺旋式密封塞，試驗模型為節流孔板模型；還可以根據試驗要求采用中間開孔用于安裝渦輪模型轉軸的螺旋式密封塞，所述的試驗模型為渦輪模型，所述的試驗裝置還包括扭矩傳感器，用于測量渦輪模型轉軸的扭矩。

本實用新型由于采取以上技術方案，具有下列優點：

1、采用左右對稱的通道主體和同步運動的活塞，能夠制造反復振蕩的流場；通過改變活塞運動周期和速度幅值，可以模擬不同運動周期和速度幅值的振蕩流場；