液滴与固体板斜碰撞试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种航空领域的试验装置，特别涉及一种液滴与固体板斜碰撞试验装置。解决了现有航空发动机轴承腔试验台中无法开展油滴与腔壁碰撞可视化试验、其他液滴与固体壁面碰撞试验装置的液滴尺寸等参数调节范围与轴承腔工程实际差异大、装置结构复杂成本较高的问题。技术方案是构建一种液滴与固体板斜碰撞试验装置，包括支撑框架、液滴发生部件、可调角度固体板部件、回油部件和照明摄像系统；通过更换液滴发生装置的针头改变液滴滴出直径大小，通过滑动液滴发生装置距离碰撞板的位置改变液滴滴落时速度；碰撞板能够连续改变倾斜角度。本发明专利技术方便确定液滴与固体板斜碰撞后发生飞溅的临界工况条件，使油滴与腔壁碰撞能够可视化观测、降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种航空领域的试验装置，特别涉及一种液滴与固体板斜碰撞试验装置。解决了现有航空发动机轴承腔试验台中无法开展油滴与腔壁碰撞可视化试验、其他液滴与固体壁面碰撞试验装置的液滴尺寸等参数调节范围与轴承腔工程实际差异大、装置结构复杂成本较高的问题。技术方案是构建一种液滴与固体板斜碰撞试验装置，包括支撑框架、液滴发生部件、可调角度固体板部件、回油部件和照明摄像系统；通过更换液滴发生装置的针头改变液滴滴出直径大小，通过滑动液滴发生装置距离碰撞板的位置改变液滴滴落时速度；碰撞板能够连续改变倾斜角度。本专利技术方便确定液滴与固体板斜碰撞后发生飞溅的临界工况条件，使油滴与腔壁碰撞能够可视化观测、降低了成本。【专利说明】液滴与固体板斜碰撞试验装置
本专利技术属于航空领域，涉及一种试验装置，特别涉及一种液滴与固体板斜碰撞试验装置。
技术介绍
在航空发动机轴承腔中，滚动轴承采用环下供油的润滑方式，润滑油从轴承保持架甩出后破碎形成不同尺寸的油滴，不同尺寸的油滴最终以不同入射角和运行速度撞向轴承腔壁，撞击腔壁后油滴沉积形成油膜或产生飞溅。油滴撞击腔壁后铺展和飞溅的临界条件是开展轴承腔理论和工程研究的重要输入条件，因此轴承腔的工程设计需要开展油滴与腔壁碰撞试验工作支撑，受制于轴承腔可视性、测试便捷性及成本因素，有必要将轴承腔中油滴与腔壁碰撞的物理现象从复杂的工程背景中剥离而设计液滴与固体板斜碰撞的试验 装直。目前未检索到有关反映轴承腔中油滴与腔壁碰撞试验装置的公开文献，文献“Impact of droplets onto inclined surfaces.S.Sikalo, C.Tropea, E.N.Ganic, etal.Journal of Colloid and Interface Science.2005, 286:661-669” 公开了一种液滴与有液膜的固体板碰撞装置，论文作者利用该装置研究了液滴铺展和反弹飞溅的情况，但是该试验装置只能产生几种不同直径的液滴，也不能连续调节碰撞板的角度。另外该试验装置中液滴尺寸、速度等参数的数值与轴承腔中油滴撞击腔壁的工况和结构参数均有很大出入，该试验装置无法满足开展轴承腔油滴与腔壁碰撞试验研究的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了能够反映轴承腔油滴与腔壁碰撞工程现象，并测得不同直径的液滴在连续可调入射角度下与固体板斜碰撞时发生飞溅的临界条件，提出了一种液滴与固体板斜碰撞试验装置。本专利技术解决的技术问题是:设计一种液滴与固体板斜碰撞试验装置，解决了现有航空发动机轴承腔试验台中无法开展油滴与腔壁碰撞可视化试验、其他液滴与固体壁面碰撞试验装置的液滴尺寸、速度、入射角等参数的调节范围与轴承腔工程实际差异很大、装置结构复杂成本较高的问题，达到了在能反映航空发动机轴承腔油滴/壁面碰撞工程实际条件的前提下，完成油滴/腔壁，碰撞可视化观测并且试验装置结构紧凑成本较低的效果。本专利技术的技术方案是:构建一种液滴与固体板斜碰撞试验装置，主要包括支撑框架、液滴发生部件、可调角度固体板部件、回油部件和照明摄像系统；液滴发生部件和可调角度固体板部件安装在支撑框架上；可调角度固体板部件、回油部件和照明摄像系统位于液滴发生部件下方，照明摄像系统透过可调角度固体板部件进行照明拍摄，回油部件接收液滴与固体板斜碰撞试验装置内流出的液体。本专利技术的进一步技术方案是:支撑框架对整个试验装置起着连接和支撑的作用，依次由短上围栏、长上围栏、导轨一、导轨二、导轨三、导轨四、轴套、长底板和短底板焊接而成。长底板与短底板通过地脚螺栓与T形台固连，导轨一与导轨二开有通孔通过螺栓连接固定可调角度固体板部件中的弧度板，轴套与可调角度固体板部件中的转动轴间隙配合且轴心线重合；导轨一、导轨二、导轨三和导轨四连接了液滴发生部件，液滴发生部件可以通过滑板在导轨上下滑动，导轨上开有通孔可以通过螺栓连接滑板使并使之固定在需要的高度，短上围栏与长上围栏起到加强整个支撑架的刚度的作用。本专利技术的进一步技术方案是:液滴发生部件由量杯、球阀、针管、支撑面板及滑板构成。量杯放置在支撑面板上，支撑面板有滑槽可以使量杯左右滑动，量杯底部开有通孔与球阀胶结，球阀底部与针管胶结，当量杯内装有一定液面高度的液体时可以仅通过更换针管上的针头来快捷的改变滴出液滴的直径大小，不同的针头直径对应不同的液滴直径，滑板与支撑面板焊接并可以在导轨上滑动以改变滴针距离碰撞板的高度。本专利技术的进一步技术方案是:可调角度固体板部件包含转动轴、碰撞板、开口侧短玻璃挡板、开口侧长玻璃挡板、长玻璃挡板、前玻璃挡板、后玻璃挡板、滑动丝杠、加强丝杠、弧度板。弧度板固定在支撑框架上，转动轴开有螺栓孔通过螺栓与碰撞板固联，通过转动轴的旋转来带动碰撞板角度的变化，碰撞板的另一端与开有螺栓孔的滑动丝杆固联，滑动丝杆可以在弧度板内的弧形槽内滑动，当滑动丝杠滑动一定角度后通过螺母可以将滑动丝杠与弧度板固定，加强丝杠穿过两个弧度板，在每个弧度板的两侧均用螺母固定来增强两个弧度板的刚度防止其在碰撞板改变角度时变形；开口侧短玻璃挡板、开口侧长玻璃挡板、长玻璃挡板、前玻璃挡板和后玻璃挡板均通过胶结固定在碰撞板上，玻璃挡板在保证透光的同时可以防止滴落的液滴飞溅出碰撞板污染试验台，开口侧短玻璃挡板与开口侧长玻璃挡板之间开有窗口可以用来观察和拍摄运动油滴与固体板之间的碰撞，后玻璃挡板有回油孔与回油装置的塑料软管连接保证滴落的液体流到油箱。本专利技术的进一步技术方案是:回油部件包含塑料软管和油箱，塑料软管前端与可调角度固体板装置粘接，后端放在油箱，使装置内的液体能够回流到油箱。本专利技术的进一步技术方案是:照明摄像系统包含照明灯、高速摄像机与计算机。照明灯为摄像提供充足的光源，高速摄像机透过可调角度固体板装置的窗口拍摄液滴滴落碰撞飞溅的过程，高速摄像机与计算机连接，并将液滴装置碰撞板的现象记录在计算机硬盘上。专利技术效果本专利技术的技术效果在于:设计一种液滴与固体板斜碰撞试验装置，能够较方便地确定液滴与固体板斜碰撞后发生飞溅的临界工况条件；可通过更换液滴发生装置的针头改变液滴滴出的直径大小，通过滑动液滴发生装置距离碰撞板的位置进而改变液滴滴落时的速度；碰撞板能够连续改变自身的倾斜角度；高速摄像机能够记录液滴与固体板斜碰撞后飞溅沉积的情况；达到了在能反映航空发动机轴承腔油滴/壁面碰撞工程实际条件的前提下，完成油滴/腔壁，碰撞可视化观测并且试验装置结构紧凑成本较低的效果。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术总体结构轴测示意图；图2为本专利技术总体结构剖面示意图图3为本专利技术中支撑框架示意图图4为本专利技术中液滴发生部件示意图图5为本专利技术中可调角度固体板部件示意图图6为本专利技术中回油部件示意图图7为本专利技术中照明摄像系统示意图图8为本专利技术中弧度板示意图；图9为本专利技术中支撑面板示意图。图10为本专利技术中滑动丝杠示意图。图11为本专利技术中转动轴示意图图12为本专利技术中导轨一示意图图13为本专利技术中导轨二示意图图14为本专利技术中导轨三示意图图15为本专利技术中导轨四示意图附图标记说明:1-支撑框架；2_液滴发生部件；3_可调角度固体板部件；4_回油部件；5_照明摄像系统；6_短上围栏；7_长上围栏；8_导轨一 ；9_导轨二 ；10_导轨三；11-导轨四本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液滴与固体板斜碰撞试验装置，主要包括支撑框架、液滴发生部件、可调角度固体板部件、回油部件和照明摄像系统；液滴发生部件和可调角度固体板部件安装在支撑框架上；可调角度固体板部件、回油部件和照明摄像系统位于液滴发生部件下方，照明摄像系统透过可调角度固体板部件进行照明拍摄，回油部件接收液滴与固体板斜碰撞试验装置内流出的液体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国定，方龙，孙恒超，刘登，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61