[發明專利]一種高速甩油盤噴霧實驗系統及紋影測量方法

有效

• 申請號: 202210504043.8
• 申請日: 2022-05-10
• 公開（公告）號: CN114813144B
• 公開（公告）日: 2023-04-21
• 發明（設計）人: 侯婧;朱志新;唐幸炎;李峰;王高峰
• 申請（專利權）人: 浙江大學;北京動力機械研究所
• 主分類號: G01M15/02
• 分類號: G01M15/02;G01M13/00
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 徐健

本發明屬于霧化實驗裝置技術領域，具體涉及一種高速甩油盤噴霧實驗系統及紋影測量方法。包括抽風集液組件，抽風集液組件包括保護罩，保護罩內設置有軸系組件，軸系組件與供油組件連接，軸系組件外罩設有噴霧罩，所述保護罩的內部頂端設置有均流板，保護罩上與軸系組件軸心垂直的兩個側面上對稱設置有觀察窗，兩觀察窗的外側設置有紋影系統，保護罩與集液箱連通，集液箱通過氣液分離器與抽風機連通。軸系組件上罩設有噴霧罩，可以防止甩油盤霧化噴嘴噴出的油發生濺射，保護罩連接集液箱和氣液分離器，并最終連通抽風機，抽風機可以及時抽走保護罩內的油霧，避免浮余細小油霧對測試精度的影響，保證試驗時無油霧翻滾、油霧回流和油霧外溢現象。

技術領域

本發明屬于霧化實驗裝置技術領域，具體涉及一種高速甩油盤噴霧實驗系統及紋影測量方法。

背景技術

燃油霧化作為燃燒過程的初始階段，其性能對發動機的燃燒效率和燃燒穩定性有重大影響，研究燃油的霧化機理對發動機設計具有重要意義。

甩油盤利用旋轉動能來實現液體的霧化，在旋轉產生的離心力的作用下，燃油通過甩油盤圓周上特定數量的孔以噴射的方式被甩出，并與周圍空氣的相互作用，液體破碎成細小的液滴，從而與空氣充分混合。

在小型燃氣輪機中，發動機轉速通常在20000-50000rpm，但隨著轉速的提高，噴霧空間內容易出現油霧翻滾、油霧回流和油霧外溢等現象，這對模擬發動機高速運轉工況下噴霧的破碎過程可視化拍攝提出了挑戰，因此對于甩油盤噴霧形態的機理研究實驗方案，特別是高速旋轉工況下的甩油盤噴霧形態實驗裝置仍需進一步優化。

發明內容

基于上述現有技術中存在的問題，本發明提供了一種高速甩油盤噴霧實驗系統及紋影測量方法，并具體公開了以下技術方案：

一種高速甩油盤噴霧實驗系統，包括抽風集液組件，所述抽風集液組件包括保護罩，所述保護罩固定設置在第一支撐平臺上，所述保護罩內設置有軸系組件，所述軸系組件與供油組件供油連接，所述保護罩內軸系組件外罩設有噴霧罩，所述噴霧罩的頂面設置有甩油窗口，所述保護罩的內部頂端設置有均流板，所述保護罩上與軸系組件軸心垂直的兩個側面上對稱設置有觀察窗，兩所述觀察窗的外側設置有紋影系統，所述保護罩分別通過排油管和排風管與集液箱連通，所述集液箱通過氣液分離器與抽風機連通。

進一步的，所述均流板呈倒V型，所述均流板的頂端相交線位于軸系組件的中心軸線的正上方且平行于中心軸線。

進一步的，所述均流板兩端的底面上分別設置有平行于頂端相交線的凹槽，所述凹槽與均流板兩側的保護罩側壁存在間隔。

進一步的，所述保護罩上分別設置有上排風口和下排風口，所上排風口設置在保護罩上均流板以上的位置，所述下排風口設置于保護罩的下部，所述觀察窗為外凸安裝，所述觀察窗與保護罩側壁的所在平面之間存在間隔。

進一步的，所述軸系組件包括甩油盤霧化噴嘴、緩沖室、從動軸和主軸電機，所述從動軸的一端與甩油盤霧化噴嘴固定連接，另一端與主軸電機驅動連接，所述緩沖室的一端與甩油盤霧化噴嘴轉動連接，另一端通過固定軸支座底座安裝于固定平臺上，所述甩油盤霧化噴嘴位于噴霧罩上的甩油窗口處，所述緩沖室上設有進油管和出油口，所述出油口與甩油盤霧化噴嘴連通，所述進油管與供油組件連通。

進一步的，所述供油組件包括儲油箱、油泵和防爆電機，所述儲油箱通過高壓軟管依次將油泵、壓力表和轉子流量計連通后與進油管連通，所述防爆電機通過聯軸器與油泵驅動連接。

進一步的，紋影系統包括第一紋影反光鏡、第二紋影反光鏡、高速相機以及LED光源，所述第一紋影反光鏡、第二紋影反光鏡與軸系組件位于同一豎直平面上，且第一紋影反光鏡與第二紋影反光鏡所在的直線與軸系組件的中心軸線平行，靠近第一紋影反光鏡的一側設置有LED光源，靠近第二紋影反光鏡的一側設置有高速相機。

進一步的，所述LED光源與第一紋影反光鏡之間依次設置有聚光鏡和狹縫，所述第二紋影反光鏡與高速相機之間設置有刀口。