The invention provides an experimental system for coupling measurement of visual flow field and temperature field. The invention can simultaneously realize visual measurement of flow field and temperature field characteristics in complex mechanical structures under different experimental conditions. The present invention combines laser induced fluorescence (LIF) technology and particle image velocimetry (PIV) technology to construct a reasonable optical path system. The optical signal is processed by a series of optical elements such as spectroscope and narrow pass filter. The synchronizer is used to control the synchronous shooting of high-speed camera to achieve synchronous acquisition of temperature distribution and flow characteristics parameters of complex flow field in the visualization experiment body. The invention adopts modular circuit design, each sub-circuit is independent from each other, and the reliability of the experimental system is high. The invention can carry out full-field real-time synchronous measurement of physical parameters in complex flow field, and does not disturb the actual flow field in the measurement process, so it is suitable for the study of flow characteristics of various complex flow fields.
【技术实现步骤摘要】
一种可视化流场与温场耦合测量实验系统
本专利技术属于流体力学实验领域,具体涉及一种可视化流场与温场耦合测量实验系统。
技术介绍
随着能源需求的日益增大,核能的开发与应用越来越受重视。在核电系统中,核主泵作为整个系统的核心部件,负责驱动回路冷却剂循环导出堆芯热量,其运行的性能的好坏直接决定了整个核电系统的安全性与经济性。因此核主泵的优化具有重要意义,然而主泵运行性能在很大程度上取决于其内部工质的流动情况,因此主泵内部流场特性的准确测量对于改进泵的运行效率、工作寿命以及运行安全性,提高核电系统的经济性具有极其重大的意义。作为一种结构复杂的机械设备,主泵内部流体流动过程十分复杂,是一种复杂的复合运动,具有高频脉动的特点。因此其内部流场信息的准确获取十分困难。传统的测量手段通常是在流场内部布置传感元件(方向探针、压力传感元件等)以采集相应的流场信息,但是采用这种测量方法不仅仅存在测量延迟、传感元件布置困难、难以实现全场测量等缺点,测量过程中还会对流场流动产生干扰,严重影响到实验测量的准确性。除了传统的实验手段,数值计算也是一种广泛应用的分析手段,具有方便、快捷、成本低等优点,但是其结果需要准确的实验数据验证,因此有必要设计一种实验测量系统既克服数值模拟结果准确性的不足,又能够避免传统测量方法对流场扰动的现状。
技术实现思路
本专利技术提供的是可用于复杂流场内部,实现流场内部多物理参数的耦合同步测量的一种可视化流场与温场耦合测量实验系统。本专利技术的目的通过如下技术方案来实现:一种可视化流场与温场耦合测量实验系统,包括回路系统以及光路系统,所述的回路系统包括温度标定回路 ...
【技术保护点】
1.一种可视化流场与温场耦合测量实验系统,包括回路系统以及光路系统,其特征在于:所述的回路系统包括温度标定回路和循环回路,所述的循环回路包括循环水箱和染色剂水箱,循环水箱中添有示踪粒子,染色剂水箱中添有荧光染色剂,循环水箱底部出水口通过管路依次与总阀、循环泵、主阀,流量计和实验本体的进水口相连,实验本体出水口通过管路伸入循环水箱中,实验本体的进水口和出水口管路上均设有温度计,染色剂水箱的出水口通过管路依次与蠕动泵和实验本体进水口连接;所述的温度标定回路包括标定水箱,标定水箱中添有荧光染色剂,标定水箱的出水口通过管路与止回阀连接在循环回路的总阀与循环泵之间,标定水箱的入水口通过管路与标定本体的的出水口连接,标定本体的入水口通过管路与止回阀连接在循环回路的循环泵与主阀之间,标定本体的进水口和出水口管路上均设有温度计;所述的光路系统包括高速摄像机、测速仪和激光发生器;所述的激光发生器布置在实验本体的两侧;所述的测速仪与实验本体相连;所述的高速摄像机设置在实验本体外部并与同步器相连,高速摄像机与实验本体之间设置有分光镜和滤光片。
【技术特征摘要】
1.一种可视化流场与温场耦合测量实验系统,包括回路系统以及光路系统,其特征在于:所述的回路系统包括温度标定回路和循环回路,所述的循环回路包括循环水箱和染色剂水箱,循环水箱中添有示踪粒子,染色剂水箱中添有荧光染色剂,循环水箱底部出水口通过管路依次与总阀、循环泵、主阀,流量计和实验本体的进水口相连,实验本体出水口通过管路伸入循环水箱中,实验本体的进水口和出水口管路上均设有温度计,染色剂水箱的出水口通过管路依次与蠕动泵和实验本体进水口连接;所述的温度标定回路包括标定水箱,标定水箱中添有荧光染色剂,标定水箱的出水口通过管路与止回阀连接在循环回路的总阀与循环泵之间,标定水箱的入水口通过管路与标定本体的的出水口连接,标定本体的入水口通过管路与止回阀连接在循环回路的循环泵与主阀之间,标定本体的进水口和出水口管路上均设有温度计;所述的光路系统包括高速摄像机、测速仪和激光发生器;所述的激光发生器布置在实验本体的两侧;所述的测速仪与实验本体相连;所述的高速摄像...
【专利技术属性】
技术研发人员:谭思超,黄云龙,周鹏,李鑫,李兴,苏建科,米争鹏,
申请(专利权)人:哈尔滨工程大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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