本发明专利技术公开了一种多相流条件下液压阀空化空蚀试验装置及其试验方法，其中试验装置包括供气模块、供液模块、气液混合模块、振动模块、空化试验段和空蚀试验段；所述供气模块和供液模块在气液混合模块处混合输出气液多相流，所述振动模块作用于气液混合模块，所述振动模块可通过改变振动加速度和振动频率使气液混合模块输出多种流型的气液多相流，所述气液多相流依次经过空化试验段和空蚀试验段，所述空化试验段内安装液压阀，所述空蚀试验段内安装试件。本发明专利技术可以在试验装置内改变气液混合状态，从而获得多种流型的多相流，可用于分析不同含气量条件下，多相流的流型对于液压阀内介质空化和空蚀的影响。内介质空化和空蚀的影响。内介质空化和空蚀的影响。
【技术实现步骤摘要】
一种多相流条件下液压阀空化空蚀试验装置及其试验方法
[0001]本专利技术涉及液压阀空化空蚀试验装置及其试验方法，特别是一种多相流条件下液压阀空化空蚀试验装置及其试验方法。
技术介绍
[0002]在水利水电、发电、煤化工、石油化工等重要工业领域，液压阀需要面对由不同组分气液固多种流型多相流的冲击，当流体流经液压阀的节流区域时，容易产生压力突变，流体会随之发生空化，最终导致液压阀出口及下游压力恢复区发生空蚀现象，严重影响液压阀使用寿命，并引发噪声、振动等异常现象。针对流体空化空蚀的机理和规律，目前已经有大量的理论和试验研究，设计了多种空化空蚀试验装置来模拟各种工况并对其进行深入研究，目前的空化空蚀试验装置普遍仅能对单一流型的多相流进行试验，适用范围较窄，但由于液压阀在不同工况下需要面对由多种流型、组分的气液固多相流的作用，针对不同的工况需要选择特定的试验装置进行试验，其实现难度较大，还会耗费巨大的成本。因此，亟需一种能够模拟多种气液比例、气液固比例、液固比例和多种流型的介质流经液压阀条件下的试验装置，以适用于液压阀在多种工况下的空化空蚀模拟试验。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于，提供一种多相流条件下液压阀空化空蚀试验装置及其试验方法。本专利技术可以在试验装置内改变气液混合状态，从而获得多种流型的多相流，可用于分析不同含气量条件下，多相流的流型对于液压阀内介质空化和空蚀的影响。
[0004]本专利技术的技术方案：一种多相流条件下液压阀空化空蚀试验装置，包括供气模块、供液模块、气液混合模块、振动模块、空化试验段和空蚀试验段；所述供气模块和供液模块在气液混合模块处混合输出气液多相流，所述振动模块作用于气液混合模块，所述振动模块可通过改变振动加速度和振动频率使气液混合模块输出多种流型的气液多相流，所述气液多相流依次经过空化试验段和空蚀试验段，所述空化试验段内安装液压阀，所述空蚀试验段内安装试件。
[0005]与现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：在气液混合模块处设置了振动模块，振动模块通过改变振动加速度和振动频率使气液混合模块可以输出多种流型的气液多相流，在一个装置内就能模拟液压阀在多种流型工况下的空化空蚀现象，使用范围广，为液压阀在多相流条件下空化空蚀的研究提供很好的硬件基础。进一步地，本专利技术还对空化和空蚀设置两个独立的试验段，由于多相流的状态及其形成机理非常复杂，目前还难以通过数据进行区分和界定，因此，设置液压阀空化试验段是为了观察液压阀出口处气液多相流的空化流动状态，而设置空蚀试验段是为了使液压阀出口的气液两相流对试件造成高速冲击，形成空蚀，两个试验段各司其职，为液压阀在多相流条件下的空化空蚀提供很好的模拟试验。
[0006]前述的一种多相流条件下液压阀空化空蚀试验装置中，所述气液混合模块包括气
液混合器，所述气液混合器连接有液压软管，所述液压软管与所述空化试验段相连接；所述振动模块包括振动驱动装置，所述振动驱动装置连接有刚性连接支架，并通过所述刚性连接支架将振动传递至所述液压软管。
[0007]前述的一种多相流条件下液压阀空化空蚀试验装置中，所述液压软管与所述空化试验段之间还连接有可视化管道。
[0008]前述的一种多相流条件下液压阀空化空蚀试验装置中，所述空蚀试验段的入口处设有可视化拉瓦尔喷嘴。
[0009]前述的一种多相流条件下液压阀空化空蚀试验装置中，所述空化试验段和所述空蚀试验段之间经支路连接有颗粒进料模块，所述颗粒进料模块可输出固体颗粒与空化试验段输出的气液多相流混合形成气液固多相流；所述颗粒进料模块包括电动螺杆颗粒进料装置和收缩喷嘴，经所述收缩喷嘴可向可视化拉瓦尔喷嘴的进口处喷入固体颗粒。
[0010]前述的一种多相流条件下液压阀空化空蚀试验装置中，所述供液模块包括依次连接的液压油箱、电比例液压泵和液体流量计，所述液体流量计与气液混合器相连接。
[0011]前述的一种多相流条件下液压阀空化空蚀试验装置中，所述供气模块包括依次连接的空气压缩机、储气罐、流量调节阀和气体流量计，所述气体流量计与气液混合器相连接。
[0012]前述的一种多相流条件下液压阀空化空蚀试验装置中，还包括回收模块，所述回收模块包括气液分离罐，所述气液分离罐连接有两个支路，一个支路经气体颗粒过滤器和抽气泵连接到供气模块，另一支路经液压泵和液体颗粒过滤器连接到供液模块。
[0013]前述的一种多相流条件下液压阀空化空蚀试验装置中，还包括工控机，所述工控机分别连接供气模块、供液模块、振动模块和颗粒进料模块并分别对其进行控制。
[0014]一种多相流条件下液压阀空化空蚀试验方法，包括以下步骤：
[0015](1)开启空气压缩机，产生压缩空气，先后进入储气罐、流量调节阀，再进入气液混合器；
[0016](2)开启电液比例液压泵，将液压油箱中的液压油输送至气液混合器，与储气罐输出的压缩空气进行混合；
[0017](3)压缩空气和液压油在气液混合器中混合后形成气液多相流，进入液压软管，开启振动驱动装置，通过调整振动驱动装置的振动加速度和振动频率，改变液压软管中的气液混合状态，获得所需流型的气液多相流并在可视化管道中观测和验证气液多相流的流型；
[0018](4)可视化管道出口处的气液多相流先后进入空化试验段、可视化拉瓦尔喷嘴和空蚀试验段，在可视化拉瓦尔喷嘴内观察液压阀出口处发生空化的气液多相流，气液多相流在空蚀试验段开展多相流空蚀试验；
[0019]或开启电动螺杆颗粒进料装置，颗粒通过收缩喷嘴与空化试验段出口的气液多相流混合，混合后的气液固多相流先后进入可视化拉瓦尔喷嘴和空蚀试验段，在可视化拉瓦尔喷嘴内观察颗粒在气液多相流中的分布规律，气液固多相流在空蚀试验段开展多相流空蚀试验；
[0020](5)空蚀试验段出口处的多相流进入气液分离罐，分离出液压油和压缩空气，液压油经油浆泵后返回液压油箱，压缩空气经抽气泵返回储气罐。
附图说明
[0021]图1是本专利技术的元器件连接示意图；
[0022]图2是振动模块与液压软管之间的连接结构示意图。
[0023]附图标记：1
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供气模块，2
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供液模块，3
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气液混合模块，4
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振动模块，5
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空化试验段，6
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空蚀试验段，7
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液压阀，8
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试件，9
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可视化拉瓦尔喷嘴，10
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颗粒进料模块，11
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空气压缩机，12
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储气罐，13
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流量调节阀，14
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气体流量计，21
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液压油箱，22
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电比例液压泵，23
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液体流量计，31
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气液混合器，32
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液压软管，33
‑
可视化管道，41
‑...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多相流条件下液压阀空化空蚀试验装置，其特征在于：包括供气模块(1)、供液模块(2)、气液混合模块(3)、振动模块(4)、空化试验段(5)和空蚀试验段(6)；所述供气模块(1)和供液模块(2)在气液混合模块(3)处混合输出气液多相流，所述振动模块(4)作用于气液混合模块(3)，所述振动模块(4)可通过改变振动加速度和振动频率使气液混合模块(3)输出多种流型的气液多相流，所述气液多相流依次经过空化试验段(5)和空蚀试验段(6)，所述空化试验段(5)内安装液压阀(7)，所述空蚀试验段(6)内安装试件(8)。2.根据权利要求1所述的一种多相流条件下液压阀空化空蚀试验装置，其特征在于：所述气液混合模块(3)包括气液混合器(31)，所述气液混合器(31)连接有液压软管(32)，所述液压软管(32)与所述空化试验段(5)相连接；所述振动模块(4)包括振动驱动装置(41)，所述振动驱动装置(41)连接有刚性连接支架(42)，并通过所述刚性连接支架(42)将振动传递至所述液压软管(32)。3.根据权利要求2所述的一种多相流条件下液压阀空化空蚀试验装置，其特征在于：所述液压软管(32)与所述空化试验段(5)之间还连接有可视化管道(33)。4.根据权利要求1、2或3所述的一种多相流条件下液压阀空化空蚀试验装置，其特征在于：所述空蚀试验段(6)的入口处设有可视化拉瓦尔喷嘴(9)。5.根据权利要求4所述的一种多相流条件下液压阀空化空蚀试验装置，其特征在于：所述空化试验段(5)和所述空蚀试验段(6)之间经支路连接有颗粒进料模块(10)，所述颗粒进料模块(10)可输出固体颗粒与空化试验段(5)输出的气液多相流混合形成气液固多相流；所述颗粒进料模块(10)包括电动螺杆颗粒进料装置(101)和收缩喷嘴(102)，经所述收缩喷嘴(102)可向可视化拉瓦尔喷嘴(9)的进口处喷入固体颗粒。6.根据权利要求1、2或3所述的一种多相流条件下液压阀空化空蚀试验装置，其特征在于：所述供液模块(2)包括依次连接的液压油箱(21)、电比例液压泵(22)和液体流量计(23)，所述液体流量计(23)与气液混合器(31)相连接。7.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑智剑，王洋定，贺梁，鲍建辉，钱咪，钱正，郭一萍，
申请(专利权)人：宁波市产品食品质量检验研究院宁波市纤维检验所，
类型：发明
国别省市：
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