本发明专利技术涉及一种测试空蚀稳定性的装置，为一种磁致伸缩仪。本发明专利技术中产生高频振荡的设备使变幅杆产生轴向高频振动，使浸没在试液中的试件产生空蚀破坏。掺气装置中的气泵把气体泵入试液中，通过掺气装置中的控制阀来改变试液中的掺气浓度，这一掺气浓度可根据事先率定的“气压－流量－掺气浓度”关系函数，由气压表读数换算得到，从而可测量在不同掺气浓度下试件的空蚀稳定性，直接为防止空蚀破坏提供定量的设计依据，具有一定的实用价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种测试空蚀稳定性的装置。具体的说，是一种磁致伸缩仪。
技术介绍
空蚀是在一定的环境温度条件下，液体介质中因局部压力变化致使空泡形成和溃灭，材料连续受到高压、高速微射流冲击作用产生的表面破坏。火力发电厂的燃气涡轮机和水电站的水机等常因空蚀引起局部早期失效而导致效率降低、使用寿命降低和设备检修费用大大增加，造成十分惊人的能源和材料损失。例如，某水电站水轮机空蚀破坏严重，每2年就要大修一次，全厂11台机组检修费高达660万元。可见造成的损失很严重。空蚀涉及材料力学性能和流动条件，如材料的硬度、抗疲劳性能、环境流体的速度、压力等众多因素，是当今造船、水工、宇航、化工等工业发展的主要障碍。材料抗空蚀剥蚀的能力通常用空蚀稳定性表示。研究材料的抗空蚀性能通常用两种方式，一种是对某种材料进行现场原型实验，但试验历时较长，也不经济，同时由于现场环境的复杂性，困难较大；另一种是利用室内试验设备进行室内试验，在有条件时将其结果与现场资料进行对比。磁致伸缩仪是目前国际上广泛使用的测试材料空蚀稳定性的仪器，如图1所示为传统的磁致伸缩仪结构示意图，试件13在变幅杆12的底部，产生高频振荡的设备使变幅杆12轴向高频振动，通过变幅杆12轴向高频振动，从而使浸没在装有试液的容器14中的试件13产生空蚀破坏，从而测试试件材料的空蚀稳定性。目前，在液体中掺气以减免空蚀的方法已在工程中广泛采用，有的通过对过流面的掺气的确起到了减免空蚀的效果。但是，掺气减蚀的效果直接与掺气浓度有关，当掺气浓度低于临界免蚀掺气浓度时将达不到最佳的减蚀效果。因此，对于各种材料的临界免蚀掺气浓度值的测量尤为重要。但现在仍没有一种装置能测试材料在掺气措施下的空蚀稳定性，更不要说是测量其临界免蚀掺气浓度值。在传统的磁致伸缩仪中，没有掺气装置，无法测量掺气措施对减免材料空蚀的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述传统磁致伸缩仪存在的不足，提供一种具有掺气功能的可以测试材料在掺气措施下的空蚀稳定性的磁致伸缩仪。本专利技术的目的是这样实现的一种磁致伸缩仪，包括产生高频振荡的设备、变幅杆、试件、装有试液的容器，其特征在于还含有掺气装置和气泡发生装置，所述掺气装置与装有试液的容器连通，所述气泡发生装置设在装有试液的容器的内部。本专利技术的目的还可以通过以下技术方案进一步实现前述的磁致伸缩仪，其中所述掺气装置通过通气管与装有试液的容器连通。前述的磁致伸缩仪，其中所述掺气装置包括有气泵、控制阀、气压表，控制阀设在通气管上位于气泵的出气端处，气压表设在通气管上位于控制阀的出气端处，气压表、控制阀、气泵通过通气管相连通。前述的磁致伸缩仪，其中所述气泡发生装置为气孔板，在气孔板上设有通气孔。前述的磁致伸缩仪，其中所述气孔板活动的设在装有试液的容器内，气孔板的周边与装有试液的容器的内壁触接。前述的磁致伸缩仪，其中所述通气管插在装有试液的容器的下部。产生高频振荡的设备使变幅杆产生轴向高频振动，使刚好浸没在试液中的试件轴向振动而产生空蚀破坏。掺气装置通过通气管与装有试液的容器连通，通气管插在装有试液的容器的下部，气体通过通气管就可以进入到浸没试件的溶液中，起到掺气作用，从而可测量掺气措施对减免材料空蚀的效果。通过改变进气量，可以进一步测量不同掺气浓度下试件的空蚀稳定性。由于气泡发生装置的存在，气体通过气泡发生装置后，气泡的大小就可以得到改变，这样就可以进行不同掺气浓度、不同气泡大小情况下试件空蚀稳定性的测量，从而可以确定材料的临界免蚀掺气浓度。由于采用以上方案，本专利技术很好的克服了原有磁致伸缩仪的不足，可以直接测量掺气情况下试件的空蚀稳定性，关键还可以测量在不同掺气浓度与不同气泡大小下试件的空蚀稳定性，具有一定的实用价值。本专利技术的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制说明进行图示和解释，这些实施例仅作为例子给出的。附图说明图1为传统的磁致伸缩仪结构示意2为本专利技术的磁致伸缩仪结构示意图。图3为本专利技术第一个实施例的试件损失质量与掺气浓度、时间关系图。图4为本专利技术第二个实施例的试件损失质量与掺气浓度、时间关系图。图1、图2中主要部件附图标记说明11镍振子 12变幅杆 13试件 14装有试液的容器21气泵22控制阀 23气压表24通气管25气孔板 26通气孔 a冷却水图3、图4中 未掺气 掺气浓度C1 掺气浓度C2 掺气浓度C3 掺气浓度C具体实施方式如图2所示为本专利技术的结构示意图，一种特殊的磁致伸缩仪，包括磁化电源、超声波发生器、镍振子11、变幅杆12、试件13、装有试液的容器14，还含有掺气装置和气泡发生装置。磁化电源、超声波发生器、镍振子11组成产生高频振荡的设备，产生高频振荡的设备使变幅杆12产生轴向高频振动，使浸没在试液中的试件13产生空蚀破坏。掺气装置由气泵21、控制阀22、气压表23组成，通过通气管24与装有试液的容器14的底部相连。掺气装置可向装有试液的容器14中掺气，使本专利技术可测量掺气措施对减免材料空蚀的效果。由气泵21泵入气体，控制阀22控制气体的流量，由通气管24将气体通入装有试液的容器14中，起掺气作用，便可测试试件13在掺气作用下的空蚀稳定性。掺气装置中的控制阀22调节气体的流量，气压表23可以观察通入装有试液的容器14中气体的压力，通过控制阀22的调节和气压表23的压力显示，就可以得到想要通入装有试液的容器14中的气体浓度，比较不同掺气浓度下试件13的空蚀稳定性。在装有试液的容器14中还有气泡发生装置，气泡发生装置由气孔板25与通气孔26组成，通气孔26有一定的规格和排列方式，气体经过气泡发生装置后，到达试件13与试液接触面的气泡大小可通过改变气孔板25与试件13的垂直距离来控制，气孔板25与试件13的垂直距离越大，到达试件13与试液接触面的气泡也越大，反之亦然。这样就可以测量不同掺气浓度与不同气泡大小下试件的空蚀稳定性，更好的模拟了实际产生空蚀的环境，因此能更好的运用到实际环境中去。实施例一气孔板采用厚度为3mm的有机玻璃，气孔孔径0.15mm，开孔率49％，梅花形布置。本实施例所用磁致伸缩仪的振动频率为19.3kHz，振幅为50μm，功率为1000W，试件为OCr13Ni9Ti不锈钢，所用试液为水，如图2所示，在本专利技术的磁致伸缩仪装有试液的容器14中加入水，将试件13装在磁致伸缩仪变幅杆12下端，调节试件13高度，使试件13刚好浸入水中3mm，启动磁致伸缩仪，使试件13在水中轴向高频振动，由于磁致伸缩仪的振动频率为19.3kHz，振幅为50μm，功率为1000W，因此试件13振动频率也为19.3kHz，振幅也为50μm。试验周期为10h，每隔1小时取下试件13，先用丙酮溶液清洗，然后烘干，待自然冷却至室温时，置于精度值为0.1mg的电子分析天秤上称重，记下测量结果。直到该试件试验结束，换一个相同的试件，启动掺气装置，向装有试液的容器14内掺气，调节控制阀22，观察气压表23，使气压为P1＝0.001MPa，相应的掺气体浓度为C1，在这个掺气浓度下按上述同样的方法，试验周期为10h，每隔1小时取下试件，用同样的方法测量试件质量，记下结果。重换相同的试件，重新调节控制阀22，在气压为P2＝0.0015MPa，相应的掺气浓度C2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磁致伸缩仪，包括产生高频振荡的设备、变幅杆、试件、装有试液的容器，其特征在于：还含有掺气装置和气泡发生装置，所述掺气装置与装有试液的容器连通，所述气泡发生装置设在装有试液的容器的内部。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴建华，严忠民，骆超，阮仕平，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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