[發明專利]一種電解微氣泡穩定性觀測試驗裝置

有效

• 申請號: 202010882176.X
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN112026984B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 朱睿;莊啟彬;李尚;張子捷;劉志榮
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: B63B1/38
• 分類號: B63B1/38
• 代理公司: 廈門原創專利事務所(普通合伙) 35101
• 代理人: 徐東峰

一種電解微氣泡穩定性觀測試驗裝置，涉及水下航行體主動式減阻技術領域，包括微氣泡穩定性觀測平臺、電子流量計、無級調速水泵，所述微氣泡穩定性觀測平臺內部沿流體運動方向依次設有梯形擴壓段、消能孔板、蜂窩整流網、篩網、微納凹坑電解觀測試片、彈簧探針、碳棒，微氣泡穩定性觀測平臺前端通過通水管道與電子流量計和無級調速水泵相連接，彈簧探針通過電源導線連接電源負極，碳棒連接電源正極。通過梯形擴壓段、消能孔板、蜂窩整流網、篩網的穩流、消能、垂直方向整流、水平方向整流多重效果的復合作用，使得動態水流達到穩定的狀態，有利于微氣泡的穩定駐留及在微尺度下觀測微納凹坑中微氣泡生長歷程、駐留清況。

技術領域

本發明涉及水下航行體主動式減阻技術領域，尤其是涉及一種電解微氣泡穩定性觀測試驗裝置。

背景技術

近年來，水下反潛反艦作戰航行武器的推進速度、機動性能、打擊精度的提升成為我國主導制海權的關鍵，水下作戰武器(如魚雷)隱蔽性強、殺傷力大，同時還擁有精確的制導能力，由于其攻擊范圍是吃水線以下，一但擊中目標，就能有效摧毀敵艦戰斗力。為了能夠有效的打擊目標，水下作戰武器的航速必須達到目標速度的1.5倍且航速越快打擊破壞力越強，否則對敵艦不能造成足夠的傷害，甚至無法擊中目標。而水下航航行體所受阻力約為空中飛行器的1000多倍，目前采用常規的增大推力或優化航行器線性已經難以實現阻力的明顯降低。

仿生溝槽表面和微氣泡形成的氣墊對于流動減阻具有極大的潛在應用價值，使得微氣泡減阻技術成為水下減阻領域的研究熱點之一。當前，針對微氣泡形成、駐留控制、微氣泡減阻機理的研究均存在較大的技術瓶頸有待突破。在流動的水中，多尺度復雜的流動環境使得觀測微氣泡在微納凹坑中的生長歷程、穩定駐留及駐留情況變得極為困難，目前，尚無應用型微氣泡動態顯微觀測裝置，能夠使得微氣泡的低速水流中穩定駐留及在微尺度下實時觀測微氣泡在微納凹坑中的生長歷程，駐留情況，為深入研究微氣泡駐留穩定性、微氣泡減阻機理提供一定的試驗基礎，以期實現水下航行體所受水下阻力的大幅降低。

發明內容

本發明的目的在于克服微氣泡減阻技術中存在的駐留微氣泡難以穩定駐留以及能夠在微尺度下清晰觀測微氣泡生長歷程、駐留情況的關鍵問題，提供基于梯形擴壓段、消能孔板、蜂窩整流網、篩網的穩流、消能、垂直方向整流、水平方向整流的多重復合作用，使得動態水流達到穩定的狀態，以此提高微氣泡的駐留穩定性，易于觀測微氣泡的生長行為，實現微氣泡減阻的一種電解微氣泡穩定性觀測試驗裝置。

本發明包括微氣泡穩定性觀測平臺、電子流量計、無級調速水泵直流電源，所述微氣泡穩定性觀測平臺內部沿流體運動方向依次設有梯形擴壓段、消能孔板、蜂窩整流網、篩網、微納凹坑電解觀測試片、彈簧探針、碳棒，微氣泡穩定性觀測平臺前端通過通水管道與電子流量計和無級調速水泵相連接，彈簧探針通過電源導線連接直流電源負極，碳棒連接電源正極。

所述微氣泡穩定性觀測平臺可采用有機玻璃材質。

所述微氣泡穩定性觀測平臺前端采用梯形擴壓段，兩底邊長度可為10～30mm、60～80mm，高可為45～65mm。

所述消能孔板厚度為2～4mm，蜂窩整流網厚度可為13～26mm，篩網厚度可為2～4mm。

所述消能孔板與蜂窩整流網的間隔可為40～60mm，蜂窩整流網與篩網的間隔可為30～50mm。

所述篩網與電解觀測試片的間距大于50mm。

所述微納凹坑電解觀測試片的厚度可為10～15mm。

所述彈簧探針與碳棒的間隔可為40～80mm。

所述碳棒長度可為6mm，寬度可為6mm；

所述微氣泡穩定性觀測平臺的水流速度可為0～2m/s；

所述微氣泡穩定性觀測平臺中部鋪可設有一層直徑為2mm的防水圈。