一种基于不同环境下的不同结构壁面减阻测试装置制造方法及图纸

一种基于不同环境下的不同结构壁面减阻测试装置，该装置包括动力传输装置、供水装置、试验样件测试装置以及辅助装置，试验样件测试装置套设在动力传输装置的转动轴上，其包括射流壁面测试装置和非光滑壁面测试装置，供水装置为所述的试验样件测试装置提供介质水，辅助装置用于提供支撑平台，用于支撑和固定所述的动力传输装置、供水装置和试验样件测试装置。本发明专利技术的测试装置结构紧凑，造价低廉、方便装卸，具备水下环境射流壁面试验样件与非光滑壁面试验样件以及基于无水环境下的非光滑壁面试验样件的试验功能，并且能够适应不同流体试验。

A Test Device for Resistance Reduction of Different Structures in Different Environments

A resistance reduction test device based on different structures in different environments includes power transmission device, water supply device, test sample test device and auxiliary device. The test sample test device is set on the rotating axis of power transmission device, which includes jet wall test device and non-smooth wall test device. The water supply device is the test sample test device mentioned above. The medium water is provided, and the auxiliary device is used to provide a support platform for supporting and fixing the power transmission device, the water supply device and the test sample test device. The testing device of the invention has compact structure, low cost, convenient loading and unloading, has the test functions of underwater jet wall test sample and non-smooth wall test sample as well as non-smooth wall test sample based on anhydrous environment, and can adapt to different fluid tests.

【技术实现步骤摘要】
一种基于不同环境下的不同结构壁面减阻测试装置
本专利技术涉及一种流体阻力测试装置，具体的说是一种基于不同环境下的不同结构壁面减阻测试装置。
技术介绍
随着国家发展必不可少的汽车、航空以及轮船运输等工业，在能源消耗上一直居高不下。然而随着能源的日益紧缺，以及绿色、节能、环保等理念的不断推广，如何有效、便捷地减少能源消耗引起了人们极大的兴趣。目前，最有效的方法之一就是减少阻力。研究表明，水下航行器的总阻力主要是由于流体的黏性作用，将这种由于黏性作用称之为黏性阻力。其中摩擦阻力为流体黏性直接作用结果，在轮船、潜艇、飞机等总体阻力中占有很大的比例甚至高达70％。因此如何减少在航行时遇到的阻力也就成了研究的关键，这个问题也是现在研究的热点。有关减阻技术的研究在20世纪30年代已相继开展，但直到20世纪60年代中期，研究主要集中于减小表面粗糙度，基本上基于表面越光滑阻力越小的传统思维方式。随着仿生学的不断发展，受动物体表结构启发的减阻技术不断被发现，其中仿生射流壁面减阻技术和非光滑壁面减阻技术分别是启发于鲨鱼的鳃部射流功能与其体表结构。当人们对各种减阻技术研究时，不可避免地需要借助于水洞、风洞以及水槽等阻力测试装置，但是这些装置由于成本高昂、占地面积大、操作复杂、不易拆卸、试验成本高等原因，在减阻测试试验中造成了诸多不便。
技术实现思路
针对现有的流体阻力测试装置占地大、成本高、操作繁琐、试验成本高等问题，本专利技术提出一种基于不同环境下的不同结构壁面减阻测试装置，具体技术方案如下：一种基于不同环境下的不同结构壁面减阻测试装置，其特征在于，该装置包括动力传输装置、供水装置、试验样件测试装置以及辅助装置，所述的试验样件测试装置套设在所述的动力传输装置的转动轴上，其包括射流壁面测试装置和非光滑壁面测试装置，所述的供水装置为所述的试验样件测试装置提供介质水，所述的辅助装置用于提供支撑平台，用于支撑和固定所述的动力传输装置、供水装置和试验样件测试装置。进一步地，所述的动力传输装置包括第一电机、第一扭矩信号耦合器、动力轴、密封筒装置、试验样件支撑架、输出轴、第二扭矩信号耦合器，所述的第一电机的输出轴与所述的第一扭矩信号耦合器的一端固定连接，所述的第一扭矩信号耦合器的另一端与所述的动力轴的一端固定连接，所述的动力轴穿过所述的密封筒装置、试验样件支撑架的一个端面，且所述的试验样件支撑架位于所述的密封筒装置内，所述的输出轴的轴线与所述的动力轴、所述的第一电机的输出轴的轴线共线，所述的输出轴的一端依次穿过所述的试验样件支撑架、密封筒装置，另一端与所述的第二扭矩信号耦合器固定连接；所述的密封筒装置的顶端开设进水口、排气口，底端和侧面均开设有出水口，所述的试验样件支撑架也为圆筒状，其在上端、下端、左端面和右端面均开设有孔。进一步地，所述的供水装置包括第二电机、泵、第一进水管、第二进水管、压力计、流量计、第一球阀、第一出水管、第二出水管、第二球阀、第三球阀、水槽，所述的第二电机与所述的泵相连，所述的第一进水管和第二进水管的一端分别连接在所述的泵的进水口和出水口，所述的第一进水管的另一端伸入所述的水槽中，所述的压力计、流量计和第一球阀依次安装在所述的第二进水管上，所述的第二进水管的另一端与所述的密封筒装置顶端的进水口连接，所述的第一出水管和第二出水管的一端分别与所述的密封筒装置的底端、侧面的出水口连接，另一端均伸入所述的水槽内，同时在所述的第一出水管上安装第二球阀，在所述的第二出水管上安装第三球阀。进一步地，所述的射流壁面测试装置为套设在所述的试验样件支撑架外周的形状为圆筒的射流壁面试验样件，所述的射流壁面试验样件沿周向和轴向均匀开设有若干射流孔；所述的非光滑壁面测试装置包括一侧非光滑壁面试验样件和盖板压紧装置，所述的非光滑壁面试验样件为带有非光滑壁面的盖板，所述的盖板位于所述的试验样件支撑架的右端面与所述的密封筒装置的右端的内侧面之间，套设在所述的输出轴上，且可沿轴向滑动，所述的非光滑壁面试验样件的直径大于所述的试验样件支撑架右端面的开孔的分布直径；所述的盖板压紧装置包括右端固定盖、分离弹簧钩、膜片弹簧、内钢丝支承圈、外钢丝支承圈、铆钉、止推轴承、止推螺栓和止推轴承支座，所述的固定盖固定在所述的试验样件支撑架的右端面上，且其中部也套设在所述的输出轴上，所述的非光滑壁面试验样件、分离弹簧钩、膜片弹簧、内钢丝支承圈和外钢丝支承圈均位于其内部，所述的固定盖的右端开设有通孔，所述的膜片弹簧为有一定锥度、中心部分均匀开设有多个径向槽的圆锥形弹簧片，其通过中部开设的孔套设在所述的输出轴上，其左端抵接在所述的非光滑壁面试验样件的右端面上，所述的铆钉穿过所述的膜片弹簧的径向槽固定在所述的固定盖的通孔，所述的内钢丝支承圈与外钢丝支承圈套在多个所述的铆钉上，分布在所述的膜片弹簧的两侧，所述的分离弹簧钩固定在所述的非光滑壁面试验样件端面上，其右端有一个环形钩，与所述的非光滑壁面试验样件一起抵住所述的膜片弹簧的外端，所述的止推轴承支座的左端面与所述的膜片弹簧的右端接触，所述的止推轴承套在所述的止推轴承支座内孔中，所述的止推轴承支座右端套在所述的右端盖的左端面环形凸起处，两个所述的止推螺栓穿过所述的右端盖与所述的止推轴承支座接触。进一步地，所述的辅助装置包括试验平台、第一支座、扭矩信号耦合器支座、滚轮平台、第二支座、第一肋板、第二肋板、进水管支撑架、限位挡板，所述的第一支座、滚轮平台、第二支座、第一肋板均固定在所述的试验平台上，所述的第一电机和第一扭矩信号耦合器均固定在所述的第一支座上，所述的密封筒装置支撑在所述的第一肋板上，所述的第二扭矩信号耦合器固定在所述的扭矩信号耦合器支座上，所述的扭矩信号耦合器支座固定在所述的滚轮平台上，所述的试验平台上开设有两条导轨，所述的滚轮平台可沿两条导轨前后滑动；所述的密封筒装置的右端支撑在所述的第二肋板上，所述的泵和第二电机固定在所述的第二支座上，所述的进水管支撑架上端固定支撑所述的第二进水管，下端固定在所述的试验平台上，所述的限位挡板位于所述的导轨的一端，与所述的试验平台固定。进一步地，所述的输出轴为空心轴。进一步地，所述的密封筒装置由左端盖、密封筒和右端盖组成，所述的左端盖和右端盖朝向密封筒的端面上均设置有环形凸起，分别用于抵接所述的试验样件支撑架和所述的盖板压紧装置。进一步地，所述的密封筒装置由左端盖与所述的试验样件支撑架之间、所述的密封筒装置的右端盖与所述的盖板压紧装置之间、所述的非光滑壁面试验样件与所述的固定盖内端之间的密封均采用磁流体密封结构。本专利技术的有益效果如下：本专利技术的测试装置体积小、结构紧凑简单、所需成本低、操作简单、试验性能强、不受周围试验环境限制以及方便水翼试验样件装卸，能够满足试验过程中的各项试验要求，应用范围广，适用于不同环境下的非光滑壁面测试以及不同结构壁面的测试；压紧装置中膜片弹簧起到压紧与分离的作用，使结构更加简单紧凑，空心轴的选择防止共振发生，使测量扭矩的精度提高。附图说明图1为本专利技术的测试装置的主视图；图2为试验样件测试装置结构图；图3为滚轮结构图；图4为膜片弹簧的结构图；图5为磁流体密封结构图；图6为图2中的盖板压紧装置结构放大图；图7为分离弹簧钩47-2的立体结构图；图中，第一电机1，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于不同环境下的不同结构壁面减阻测试装置，其特征在于，该装置包括动力传输装置、供水装置、试验样件测试装置以及辅助装置，所述的试验样件测试装置套设在所述的动力传输装置的转动轴上，其包括射流壁面测试装置和非光滑壁面测试装置，所述的供水装置为所述的试验样件测试装置提供介质水，所述的辅助装置用于提供支撑平台，用于支撑和固定所述的动力传输装置、供水装置和试验样件测试装置。

【技术特征摘要】
1.一种基于不同环境下的不同结构壁面减阻测试装置，其特征在于，该装置包括动力传输装置、供水装置、试验样件测试装置以及辅助装置，所述的试验样件测试装置套设在所述的动力传输装置的转动轴上，其包括射流壁面测试装置和非光滑壁面测试装置，所述的供水装置为所述的试验样件测试装置提供介质水，所述的辅助装置用于提供支撑平台，用于支撑和固定所述的动力传输装置、供水装置和试验样件测试装置。2.根据权利要求1所述的基于不同环境下的不同结构壁面减阻测试装置，其特征在于，所述的动力传输装置包括第一电机(1)、第一扭矩信号耦合器(3)、动力轴(33)、密封筒装置、试验样件支撑架(41)、输出轴(50)、第二扭矩信号耦合器(7)，所述的第一电机(1)的输出轴与所述的第一扭矩信号耦合器(3)的一端固定连接，所述的第一扭矩信号耦合器(3)的另一端与所述的动力轴(33)的一端固定连接，所述的动力轴(33)穿过所述的密封筒装置、试验样件支撑架(41)的一个端面，且所述的试验样件支撑架(41)位于所述的密封筒装置内，所述的输出轴(50)的轴线与所述的动力轴(33)、所述的第一电机(1)的输出轴的轴线共线，所述的输出轴(50)的一端依次穿过所述的试验样件支撑架(41)、密封筒装置，另一端与所述的第二扭矩信号耦合器(7)固定连接。所述的密封筒装置的顶端开设进水口、排气口，底端和侧面均开设有出水口，所述的试验样件支撑架(41)也为圆筒状，其在上端、下端、左端面和右端面均开设有孔。3.根据权利要求2所述的基于不同环境下的不同结构壁面减阻测试装置，其特征在于，所述的供水装置包括第二电机(20)、泵(18)、第一进水管(23)、第二进水管(17)、压力计(16)、流量计(9)、第一球阀(8)、第一出水管(24)、第二出水管(25)、第二球阀(27)、第三球阀(26)、水槽(22)，所述的第二电机(20)与所述的泵(18)相连，所述的第一进水管(23)和第二进水管(17)的一端分别连接在所述的泵(18)的进水口和出水口，所述的第一进水管(23)的另一端伸入所述的水槽(22)中，所述的压力计(16)、流量计(9)和第一球阀(8)依次安装在所述的第二进水管(17)上，所述的第二进水管(17)的另一端与所述的密封筒装置顶端的进水口连接，所述的第一出水管(24)和第二出水管(25)的一端分别与所述的密封筒装置的底端、侧面的出水口连接，另一端均伸入所述的水槽(22)内，同时在所述的第一出水管(24)上安装第二球阀(27)，在所述的第二出水管(25)上安装第三球阀(26)。4.根据权利要求2所述的基于不同环境下的不同结构壁面减阻测试装置，其特征在于，所述的射流壁面测试装置为套设在所述的试验样件支撑架(41)外周的形状为圆筒的射流壁面试验样件(40)，所述的射流壁面试验样件(40)沿周向和轴向均匀开设有若干射流孔。所述的非光滑壁面测试装置包括一侧非光滑壁面试验样件(44)和盖板压紧装置(47)，所述的非光滑壁面试验样件(44)为带有非光滑壁面的盖板，所述的盖板(44)位于所述的试验样件支撑架(41)的右端面与所述的密封筒装置的右端的内侧面之间，套设在所述的输出轴(50)上，且可沿轴向滑动，所述的非光滑壁面试验样件(44)的直径大于所述的试验样件支撑架(41)右端面的开孔的分布直径；所述的盖板压紧装置包括右端固定盖(47-1)、分离弹簧钩(47-2)、膜片弹簧(47-3)、内钢丝支承圈(47-4)、外钢丝支承圈(47-5)、铆钉(47-6)、止推轴承(47-7)、止推螺栓(47-8)和止推轴承支...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷云庆，夏轲，余松伟，牟介刚，吴登昊，郑水华，周佩剑，李亚飞，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33