气蚀测试实验装置、气蚀测试方法、设备和介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种气蚀测试实验装置、气蚀测试方法设备和介质。该装置包括：主体，主体为筒状结构；第一封盖、第二封盖和第三封盖，主体与第一封盖、第二封盖、第三封盖共同形成用于测试的腔室；喷嘴孔，设置在第一封盖的表面上，喷嘴经由喷嘴孔设置在腔室中；样品座，用于放置测试样品，样品座经由第二封盖的表面上的样品座通孔，设置在腔室中；影像观测部，影像观测部的一端经由第三封盖的表面上的观测通孔，设置在腔室中，观测设备通过影像观测部采集样品的影像数据；其中，样品座能够在正对喷嘴的第一位置及正对影像观测部的第二位置之间旋转，使得测试样品在第一位置和第二位置分别正对喷嘴和影像观测部。

Cavitation test apparatus, cavitation test method, equipment and medium

The invention provides a cavitation test experimental device, a cavitation test method device and a medium. The device includes: a main body, the main body of which is a cylindrical structure; a first cover, a second cover and a third cover, the main body, together with the first cover, the second cover and the third cover, form a chamber for testing; a nozzle hole is arranged on the surface of the first cover, and the nozzle is arranged in the chamber through the nozzle hole; a sample seat is used for placing the test sample, and the sample seat is arranged on the surface of the second cover The through-hole of the sample holder on the sample holder is arranged in the chamber; the image observation part, one end of the image observation part is arranged in the chamber through the observation through-hole on the surface of the third cover, and the observation equipment collects the image data of the sample through the image observation part; wherein, the sample holder can rotate between the first position facing the nozzle and the second position facing the image observation part, so that the test sample can be rotated between the first position facing the nozzle and the second position facing the image observation part The first position and the second position are facing the nozzle and the image observation unit respectively.

【技术实现步骤摘要】
气蚀测试实验装置、气蚀测试方法、设备和介质
本专利技术涉及气蚀实验领域，具体涉及一种气蚀测试实验装置、气蚀测试方法、设备和介质。
技术介绍
气蚀也称空蚀，是指当液体在与固体表面接触处的压力低于它的饱和蒸汽压力时，将在固体表面附近形成气泡。另外，溶解在液体中的气体也可能析出而形成气泡。随后，当气泡流动到液体压力超过气泡压力的地方时，气泡便溃灭，在溃灭瞬时产生极大的冲击力和高温。固体表面经受这种冲击力的多次反复作用，材料发生疲劳脱落，使表面出现小凹坑，进而发展成海绵状。严重的其实可在表面形成大片的凹坑，甚至穿孔。气蚀的程度以空蚀强度来衡量。气蚀强度常用单位时间内材料的减重、减容、穿孔数和表面粗糙度变化作为特征量。气蚀空化是以液体为介质的泵、水轮机、水泵水轮机以及螺旋桨等透平机械的两个特有流体力学问题之一。为了保证液体机械的正常运转，需要对空化和气蚀采取防护措施，除了提高液体机械本身的空化性能外，还需要对材料的抗空化气蚀性能进行研究。现有技术中，在测试材料的抗气蚀性能时，需要在测试过程中多次将样品从测试环境中取出，以便对气蚀造成的连续损伤进行观察和测量。虽然在重新安装样品时会通过标记对准等手段保证样品的安装位置保持不变，但是在微观层面上，每次重新安装后，测试液体相对于样品表面的冲击位置都发生了改变。因此，现有技术在测试过程中需要不断重复地将样品取出、承重以记录测试数据，效率低下；更重要的是，在测试连续的气蚀损伤连续时，存在较大误差，测试结果的可靠性和准确性存在不足，不能反映真实工况下气蚀损伤的发展趋势和样品的气蚀性能。
技术实现思路
为了解决上述问题。本专利技术提供一种气蚀测试实验装置、气蚀测试方法、设备。本专利技术的实验装置在测试气蚀损伤过程中无需取出样品；本专利技术的气蚀测试方法和设备能够快速准确地提供测试结果。根据本专利技术的第一方面，提供一种气蚀测试实验装置，包括：该装置包括：主体，主体为筒状结构，主体的至少三面具有开口；第一封盖、第二封盖和第三封盖，第一封盖、第二封盖与第三封盖通过紧固件分别紧固于主体的三面开口处，主体与第一封盖、第二封盖、第三封盖共同形成用于测试的腔室；喷嘴孔，设置在第一封盖的表面上，喷嘴经由喷嘴孔设置在腔室中；样品座，用于放置测试样品，样品座经由第二封盖的表面上的样品座通孔，设置在腔室中；影像观测部，影像观测部的一端经由第三封盖的表面上的观测通孔，设置在腔室中，观测设备通过影像观测部采集样品的影像数据；其中，样品座能够在正对喷嘴的第一位置及正对影像观测部的第二位置之间旋转，使得测试样品在第一位置和第二位置分别正对喷嘴和影像观测部。可选地，样品座还包括样品座旋转杆，样品座旋转杆穿过样品座通孔与样品座连接，通过在主体外部转动样品座旋转杆，样品座与样品座旋转杆一起旋转，使得样品座旋转到第一位置或第二位置之一。可选地，观测设备的物镜从影像观测部的另一端插入影像观测部内。根据本专利技术的第二方面，提供了一种气蚀测试方法，用于高速流体环境下的气蚀测试，该方法包括如下步骤：接收步骤，接收来自如上第一方面的气蚀测试实验装置的样品的图像数据；计算步骤，根据图像数据，计算样品在气蚀测试过程中的体积损失量；建立步骤，根据体积损失量，建立样品的体积损失和测试时间之间的测试关系；判断步骤，根据测试关系，判断样品的气蚀性能。可选地，在计算步骤中，根据图像数据对样品的测试表面建立模型，根据模型在测试时间内的体积变化，计算体积损失量。可选地，接收步骤可进一步包括接收液体的喷射压力数据和液体的性质数据。根据本专利技术的第三方面，提供一种气蚀测试设备，用于高速流体环境下的气蚀测试，包括如下模块：接收模块，用于接收来自第一方面的气蚀测试实验装置的样品的图像数据；计算模块，用于根据图像数据，计算样品在气蚀测试过程中的体积损失量；建立模块，用于根据体积损失量，建立样品的体积损失和测试时间之间的测试关系；判断模块，用于根据测试关系，判断样品的气蚀性能。可选地，在计算模块中，根据图像数据对样品的测试表面建立模型，根据模型在测试时间内的变化，计算体积损失量。可选地，接收模块可进一步包括接收液体的喷射压力数据和液体的性质数据。根据本专利技术的第四方面，还提供一种非易失性存储介质，该非易失性存储介质具有存储在其中的指令，当该指令被执行时，使得处理器执行气蚀测试方法，该指令包括：接收来自上述气蚀测试实验装置的样品的图像数据；根据图像数据，计算样品在气蚀测试过程中的体积损失量；根据体积损失量，建立样品的体积损失和测试时间之间的测试关系；根据测试关系，判断样品的气蚀性能。根据本专利技术的第五方面，还提供一种设备，包括存储器，存储有计算机可执行指令，处理器，处理器被配置为执行指令以实施气蚀测试的过程，该过程包括：接收来自上述气蚀测试实验装置的样品的图像数据；根据图像数据，计算样品在气蚀测试过程中的体积损失量；根据体积损失量，建立样品的体积损失和测试时间之间的测试关系；根据测试关系，判断样品的气蚀性能。本专利技术实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：本专利技术实施例的气蚀测试实验装置能够简化气蚀数据的获取过程，提高实验效率。另外，可以避免获取测试数据时对实验环境的影响，降低实验误差，进而真实地反映气蚀损伤的发展趋势和样品的气蚀性能，得到准确可靠的测试结果。附图说明图1示出了根据本专利技术实施例的气蚀测试实验装置的俯视图。图2示出了根据本专利技术实施例的气蚀测试实验装置的侧视图。图3示出了根据本专利技术实施例的气蚀测试实验装置的A-A线截面的剖面图。图4示出了根据本专利技术实施例的气蚀测试实验装置的B-B线截面的剖面图。图5示出了根据本专利技术实施例的气蚀测试方法的流程图。图6示出了根据本专利技术实施例的气蚀测试方法的质量损失和时间的关系示意图。图7示出了根据本专利技术实施例的气蚀测试设备的模块示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1示出了根据实施例的气蚀测试实验装置的俯视图，图2示出了根据实施例的气蚀测试实验装置的侧视图，图3和图4分别示出了根据实施例的气蚀测试实验装置A-A线截面和B-B线截面的剖面图。如图1至图4所示，图中附图标记分别为：主体1、喷嘴座2、喷嘴固定螺母3、喷嘴4、喷口5、喷嘴安装座6、排水口7、实验腔体后盖8、实验腔体前盖9、样品组件安装座10、样品座旋转杆(截面)11、样品座12、样品13、样品紧定螺丝14、固定螺母15、样品座固定螺栓16、喷嘴压板17、喷嘴压板螺栓18、显微镜头固定座19、显微镜头固定螺栓20、观测部21、盖板固定螺栓22、样品旋转杆手柄23、螺栓24、外垫片25、实验腔密本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气蚀测试实验装置，其特征在于，所述气蚀测试实验装置包括：/n主体，所述主体为筒状结构，所述主体的至少三面具有开口；/n第一封盖、第二封盖和第三封盖，所述第一封盖、所述第二封盖与所述第三封盖通过紧固件分别紧固于所述主体的三面开口处，所述主体与所述第一封盖、所述第二封盖、所述第三封盖共同形成用于测试的腔室；/n喷嘴孔，设置在所述第一封盖的表面上，喷嘴经由所述喷嘴孔设置在所述腔室中；/n样品座，用于放置测试样品，所述样品座经由所述第二封盖的表面上的样品座通孔，设置在所述腔室中；/n影像观测部，所述影像观测部的一端经由所述第三封盖的表面上的观测通孔，设置在所述腔室中，观测设备通过所述影像观测部采集所述样品的影像数据；/n其中，所述样品座能够在正对所述喷嘴的第一位置及正对所述影像观测部的第二位置之间旋转，使得所述测试样品在所述第一位置和所述第二位置分别正对所述喷嘴和所述影像观测部。/n

【技术特征摘要】
1.一种气蚀测试实验装置，其特征在于，所述气蚀测试实验装置包括：
主体，所述主体为筒状结构，所述主体的至少三面具有开口；
第一封盖、第二封盖和第三封盖，所述第一封盖、所述第二封盖与所述第三封盖通过紧固件分别紧固于所述主体的三面开口处，所述主体与所述第一封盖、所述第二封盖、所述第三封盖共同形成用于测试的腔室；
喷嘴孔，设置在所述第一封盖的表面上，喷嘴经由所述喷嘴孔设置在所述腔室中；
样品座，用于放置测试样品，所述样品座经由所述第二封盖的表面上的样品座通孔，设置在所述腔室中；
影像观测部，所述影像观测部的一端经由所述第三封盖的表面上的观测通孔，设置在所述腔室中，观测设备通过所述影像观测部采集所述样品的影像数据；
其中，所述样品座能够在正对所述喷嘴的第一位置及正对所述影像观测部的第二位置之间旋转，使得所述测试样品在所述第一位置和所述第二位置分别正对所述喷嘴和所述影像观测部。


2.根据权利要求1所述的气蚀测试实验装置，其特征在于，所述样品座还包括：
样品座旋转杆，所述样品座旋转杆穿过所述样品座通孔与所述样品座连接，通过在所述主体外部转动所述样品座旋转杆，所述样品座与所述样品座旋转杆一起旋转，使得所述样品座旋转到所述第一位置或所述第二位置之一。


3.根据权利要求1或2所述的气蚀测试实验装置，其特征在于，
所述观测设备的物镜从所述影像观测部的另一端插入所述影像观测部内。


4.一种气蚀测试方法，用于高速流体环境下的气蚀测试，其特征在于，包括如下步骤：
接收步骤，接收来自如权利要求1-3任一项所述的气蚀测试实验装置的样品的图像数据；
计算步骤，根据所述图像数据，计算所述样品在气蚀测试过程中的体积损失量；
建立步骤，根据所述体积损失量，建立所述样品的体积损失和测试时间之间的测试关系；
判断步骤，根据所述测试关系，判断所述样品的气蚀性能。


5.根据权利要求4所述的气蚀测试方法，其特征在于，在所述计算步骤中，根据所述图像数据对所述样品的测试表面建立模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：董强，范牧，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP