[實(shí)用新型]一種聲懸浮氣液兩相激波管實(shí)驗(yàn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202022205359.6
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN213659787U
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮子龍;章利特;劉天程;孫夢郁;施紅輝
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類號: G09B23/12
• 分類號: G09B23/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本實(shí)用新型公開了一種聲懸浮氣液兩相激波管實(shí)驗(yàn)裝置。圓形高壓段與圓形低壓段端口之間設(shè)置有爆破隔膜；試驗(yàn)段上布置有單軸式聲懸浮裝置和隱藏式注射器；超聲波發(fā)生器連接到超聲換能器，超聲換能器與變幅桿、階梯型發(fā)射端連接，階梯型發(fā)射端安裝在試驗(yàn)段外壁一側(cè)表面，試驗(yàn)段外壁另一側(cè)表面安裝有平面反射端；活塞裝在管筒內(nèi)，管筒出口和針管連接，針管穿過試驗(yàn)段側(cè)壁伸入到試驗(yàn)段內(nèi)。本實(shí)用新型特殊地在試驗(yàn)段上布置了單軸式聲懸浮裝置和隱藏式注射器，利用超聲波產(chǎn)生的駐波聲場對液滴進(jìn)行穩(wěn)定懸浮控制，且液滴體積便于控制，克服了現(xiàn)有其他處理中液滴固定下落處理帶來的不穩(wěn)定因素影響，提高了實(shí)驗(yàn)精度，提高了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于多相流檢測技術(shù)領(lǐng)域的一種激波管實(shí)驗(yàn)裝置，具體涉及了一種聲懸浮氣液兩相激波管實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

高速氣流與液滴的相互作用是一個復(fù)雜的兩相流體力學(xué)問題，在國防、工業(yè)、交通、醫(yī)療等方面均有著重要的科研價(jià)值與應(yīng)用前景。對該課題的研究，主要在于對液滴從壓縮變形到破碎霧化等過程的流場結(jié)構(gòu)進(jìn)行直觀瞬態(tài)地觀測。

目前，在激波與液滴碰撞的實(shí)驗(yàn)過程中，主要通過侵入式針管連續(xù)滴入液滴，直到形成穩(wěn)定、尺寸一致的液滴的方式對液滴進(jìn)行控制，但在實(shí)際操作中往往存在較大誤差，例如液滴形狀難以維持穩(wěn)定、液滴下落過程中存在波動、液滴體積變化需要通過更換不同管徑的針管實(shí)現(xiàn)等，同時(shí)實(shí)驗(yàn)還受到重力影響及侵入式針管對流場結(jié)構(gòu)的破壞，從而大大降低了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對上述背景技術(shù)中所存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供了一種聲懸浮氣液兩相激波管實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)現(xiàn)測試相懸浮，從而避免了實(shí)驗(yàn)中許多不利因素，大大減小誤差。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：

實(shí)驗(yàn)裝置包括高壓氣瓶、圓形高壓段、圓形低壓段、方形過渡段、方形低壓段、試驗(yàn)段、真空箱和光學(xué)系統(tǒng)；高壓氣瓶出口端依次通過圓形高壓段、圓形低壓段、方形過渡段、方形低壓段后與試驗(yàn)段入口端相連，圓形高壓段與圓形低壓段端口之間設(shè)置有爆破隔膜，方形低壓段的兩端部布置有壓力變送器Ⅰ和壓力變送器Ⅱ，試驗(yàn)段出口端與真空箱連接；光學(xué)系統(tǒng)位于試驗(yàn)段的側(cè)旁，光學(xué)系統(tǒng)用于觀測核心區(qū)域流場結(jié)構(gòu)；

還包括單軸式聲懸浮裝置和隱藏式注射器，試驗(yàn)段上布置有單軸式聲懸浮裝置和隱藏式注射器；

所述單軸式聲懸浮裝置包括超聲波發(fā)生器、靈敏壓電式功率超聲換能器、變幅桿、階梯型發(fā)射端和平面反射端；靈敏壓電式功率超聲換能器的輸入端連接到超聲波發(fā)生器，靈敏壓電式功率超聲換能器的輸出端經(jīng)變幅桿和階梯型發(fā)射端連接，階梯型發(fā)射端通過耦合層安裝在試驗(yàn)段外壁一側(cè)表面，與階梯型發(fā)射端對稱的試驗(yàn)段外壁另一側(cè)表面安裝有平面反射端；

所述隱藏式注射器包括針管、管筒和活塞；活塞裝在管筒內(nèi)，管筒出口和針管的一端連接，針管的另一端穿過試驗(yàn)段側(cè)壁伸入到試驗(yàn)段內(nèi)，針管呈L形結(jié)構(gòu)，針管穿設(shè)于試驗(yàn)段側(cè)壁之處和發(fā)射端之間的距離等于針管L形結(jié)構(gòu)中伸入到試驗(yàn)段內(nèi)部一段的長度。

所述試驗(yàn)段上側(cè)開有通孔，通孔用于針管插接，通孔孔壁開設(shè)有密封槽，密封槽內(nèi)部通過卡壓方式固定有密封圈，針管通過密封圈穿設(shè)過通孔。

所述試驗(yàn)段在針管穿設(shè)一側(cè)所在的內(nèi)壁面處設(shè)有收納針管的收整凹槽，收整凹槽沿試驗(yàn)段軸向方向的長度等于針管L形結(jié)構(gòu)中伸入到試驗(yàn)段內(nèi)部一段的長度。

還包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和電腦，光學(xué)系統(tǒng)與電腦連接，壓力變送器Ⅰ、壓力變送器Ⅱ和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)直接連接；

所述壓力變送器Ⅰ、壓力變送器Ⅱ均布置在方形低壓段管壁內(nèi)且間隔距離。

所述光學(xué)系統(tǒng)包括高速攝影儀及分體式紋影儀，分體式紋影儀和高速攝影儀放置在試驗(yàn)段的側(cè)旁。

所述的平面反射端嵌入試驗(yàn)段下側(cè)壁的壁面內(nèi)，平面反射端端面與試驗(yàn)段內(nèi)壁面吻合對齊。