[發(fā)明專利]高壓淹沒水射流沿程速度的計算方法

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• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN111898071A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王觀石;劉劍;余健翔;龍平;羅嗣海;秦磊
• 申請（專利權(quán)）人: 江西理工大學(xué)
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10;G01N27/10;G01L7/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

1.一種高壓淹沒水射流沿程速度的計算方法，高壓淹沒水射流區(qū)域形成白色的空化錐，其特征在于：

通過試驗測量高壓淹沒水射流沿程的滯止壓力試驗值；

在方管內(nèi)通過電導(dǎo)率法試驗測量摻氣濃度試驗值；

通過理論得到高壓淹沒水射流沿程中的滯止壓力計算值和橫斷面的平均摻氣濃度計算值；

以滯止壓力計算值和平均摻氣濃度計算值，與滯止壓力試驗值和摻氣濃度試驗值，的相對誤差平方和作為目標(biāo)函數(shù)F，建立模型；令F取最小值，擬合出模型參數(shù)，并獲得相對應(yīng)的射流速度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓淹沒水射流沿程速度的計算方法，其特征在于：在試驗之前，先測量空化錐的擴展半角和空化錐半寬。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓淹沒水射流沿程速度的計算方法，其特征在于：所述的測量空化錐的擴展半角和空化錐半寬具體為：

從高壓淹沒水射流容器的透明視窗拍攝多張射流壓力為p_jet的射流照片，從白色的空化錐的照片中量出空化錐的擴展半角為θ；

射程為x_i的橫斷面上射流軸心到空化錐邊緣的距離，稱為空化錐半寬b_ei，通過以下公式獲得：

b_ei＝d₀+x_itanθ

式中，d₀為噴嘴內(nèi)徑，x_i為射程，θ為空化錐的擴展半角，i為射程結(jié)點，i＝1,2…I，I≥8。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓淹沒水射流沿程速度的計算方法，其特征在于：所述的滯止壓力試驗值通過皮托管試驗測得。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓淹沒水射流沿程速度的計算方法，其特征在于：所述的皮托管試驗具體為：

在水容器中固定一個壓力變送器，用孔徑小于1.4mm的皮托管連接壓力變送器，壓力變送器的引壓孔裝有阻尼器；用皮托管測射流滯止壓力，皮托管測壓孔的內(nèi)外徑比大于或等于0.6；高壓噴嘴固定在十字滑臺上，通過調(diào)節(jié)十字滑臺改變射程x_i與射流橫斷面上的徑向距離r_k，k為實測徑向距離結(jié)點，k＝1,2…K，K≥7；當(dāng)射流壓力p_jet穩(wěn)定時，測得對應(yīng)的滯止壓力P_i,k；

將每個橫斷面上測得的滯止壓力P_i,k，從射流軸心到空化錐邊緣b_ei的距離范圍內(nèi)三次樣條插值，獲得橫斷面上J個等間距的滯止壓力，即為滯止壓力試驗值p′_i,j，其中i為射程結(jié)點，j為徑向距離結(jié)點，j＝1,2…J，J≥20。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓淹沒水射流沿程速度的計算方法，其特征在于：所述的通過電導(dǎo)率法試驗測量摻氣濃度試驗值具體為：

一段橫截面為正方形的絕緣方管作為電導(dǎo)率測試裝置，方管長度L＝60～80mm，截面邊長l₁＝40～45mm；在絕緣方管中段的內(nèi)側(cè)壁上，貼有一對電極片，電極片長度為l₁，電極片寬度l₂＝20mm，用導(dǎo)線將電極片連接交流電阻測試儀；

將高壓淹沒射流的噴嘴與所述的絕緣方管軸心對齊，測得兩電極片在靜水中交流電阻值R₀，然后開啟高壓泵并調(diào)整射流壓力p_jet，當(dāng)射流壓力穩(wěn)定時，測兩電極片間電阻值R；改變射程x_i，測得I個橫截面對應(yīng)的靜水交流電阻值R₀₁、R₀₂…R_0I，和射流的交流電阻值R₁、R₂…R_I；

計算空化錐第i個射程結(jié)點橫斷面的摻氣濃度試驗值C′_i：

式中，b_ei為第i個射程結(jié)點的空化錐半寬，R_0i為第i個射程結(jié)點靜水中兩電極片間的交流電阻值，R_i為第i個射程結(jié)點射流時兩電極片間的交流電阻值，θ為空化錐的擴展半角，i為射程結(jié)點，i＝1,2…I，I≥8。