本发明专利技术提供一种黏性液体空化初生压力测量装置，能够观测黏性液体在不同温度下的空化初生压力。该测量装置包括：用于存储待测量的黏性液体且透明可视的可视化储液单元；用于控制所述可视化储液单元内压力，使所述可视化储液单元内的黏性液体发生空化现象的压力控制单元；用于调控所述可视化储液单元中黏性液体温度的温度控制单元；用于监测所述可视化储液单元内黏性液体的压力、空气含量以及温度的传感单元；用于观测和记录所述可视化储液单元中黏性液体是否发生空化以及空化过程的观测单元。元。元。
【技术实现步骤摘要】
一种黏性液体空化初生压力测量装置
[0001]本专利技术涉及一种压力测试装置，具体涉及一种测量黏性液体空化初生压力的装置，属于流体机械和空化实验测试领域。
技术介绍
[0002]从19世纪后半叶在螺旋桨叶片上发现空化(Cavitation)现象以来，国际学者对流体机械的空化现象开展了长期且深入的研究，且涉及领域也越发广泛，除传统水力机械领域的空化外，空化在其他黏性液体机械和旋转机械领域的研究也得到了空前的发展。
[0003]空化是当液体局部压力低于一定阈值时在液体中产生气泡的现象，其为典型的两相瞬态流动，主要与温度、压力以及流速有关，普遍存在于流体机械中。水介质在相变蒸气压(3000Pa)附近会发生剧烈的相变过程，而黏性液体(如油液)因自身属性特点，其相变压力很低，且不同于水介质的蒸汽型空化，黏性液体空化现象是由溶入其中的微小气核发展而来，而黏性液体本身发生相变而产生蒸汽是相对困难的。黏性液体中的气核主要有两种存在形式，悬浮于液体之中和吸附于物体壁面，当液体环境改变(如温度升高、压力降低或者达到其他空化初生条件等)时，气核所处的平衡环境被打破就会长成肉眼可见的气泡，形成空化现象。空化导致机械性能恶化、噪音、振动甚至气蚀失效。
[0004]不同于水的空化，黏性液体的空化因流体物理属性的不同，其空化初生条件、演变机理、空泡形态和破坏程度等也不尽相同，为了更加深入的研究黏性液体的空化现象，我们首先需要对黏性液体的空化初生条件进行测量和分析，以得到基本的黏性液体空化数据，用于支撑后续的研究。这对于高压高速、高功重比、高可靠性和高寿命流体机械的设计研发具有重要的理论意义和工程价值。
[0005]黏性液体空化研究在国内外已取得了初步成果，但是由于流体机械尤其是旋转机械，大都结构复杂多变，内部空化流动不易观测。由于实际中的空泡运动过程极其复杂，黏性液体空化发生条件受到环境的影响很大，到目前为止对黏性液体空化发生条件和数据获取仍未有行之有效的测量手段。实验测试作为研究黏性液体空化的主要研究手段，能够直接有效的判别空化发生条件和空化程度，且可以揭示液体在不同环境状态下的空化情况。而采用完全可视化的实验条件能够充分地展现全充液下的空泡初生及溃灭的全过程，则是实验研究结果准确可靠的必要保证。
[0006]目前国内外鲜有对液体空化初生压力的测量装置，且现有的空化测量装置大多专注于不同流场下空化特性研究，其流体介质基本为水，对黏性液体发生空化的条件等缺乏关注，且没有基本数据支撑，无法开展对黏性液体空化的深入研究。
技术实现思路
[0007]有鉴于此，本专利技术提供一种黏性液体空化初生压力测量装置，能够观测黏性液体在不同温度下的空化初生压力；且该测试装置体积小，功能全，结构简单，操作容易，维修方便。
[0008]本专利技术的技术方案为：一种黏性液体空化初生压力测量装置，包括：
[0009]用于存储待测量的黏性液体且透明可视的可视化储液单元；
[0010]用于控制所述可视化储液单元内压力，使所述可视化储液单元内的黏性液体发生空化现象的压力控制单元；
[0011]用于调控所述可视化储液单元中黏性液体温度的温度控制单元；
[0012]用于监测所述可视化储液单元内黏性液体的压力、空气含量以及温度的传感单元；
[0013]用于观测和记录所述可视化储液单元中黏性液体是否发生空化以及空化过程的观测单元。
[0014]作为本专利技术的一种优选方式，还包括测控单元，所述测控单元对所述传感单元和所述观测单元的检测数据进行同步采集。
[0015]作为本专利技术的一种优选方式，所述压力控制单元采用抽真空的方式控制所述可视化储液单元的压力，包括：抽气管路以及真空泵；
[0016]所述抽气管路一端与所述可视化储液单元连通，另一端与所述真空泵连通；所述抽气管路与所述可视化储液单元连通端的端部包裹有分离膜，用于实现所述可视化储液单元内黏性液体与所述抽气管路的隔离；
[0017]所述抽气管路上设置有阀门。
[0018]作为本专利技术的一种优选方式，所述压力控制单元还包括独立气室；所述独立气室设置在所述抽气管路上，且位于所述阀门与所述真空泵之间。
[0019]作为本专利技术的一种优选方式，所述压力控制单元还包括抽气泵；所述抽气泵通过设置有阀门的管路与所述独立气室连通；
[0020]当所述真空泵工作达到极限状态时，若所述可视化储液单元内的黏性液体仍未发生空化现象，则通过所述抽气泵对所述可视化储液单元抽气，实现所述可视化储液单元的二次降压。
[0021]作为本专利技术的一种优选方式，所述温度控制单元包括：油浴加热箱和恒温装置；所述可视化储液单元浸润在透明的油浴加热箱内部；所述恒温装置用于向所述油浴加热箱提供设定温度的热介质，所述热介质用于加热所述可视化储液单元中的黏性液体；
[0022]通过控制所述热介质的温度实现对所述可视化储液单元内黏性液体温度的控制。
[0023]作为本专利技术的一种优选方式，所述温度控制单元为加热棒，所述加热棒直接插入所述可视化储液单元内对黏性液体进行加热；
[0024]通过控制加热棒的加热温度和时间实现对所述可视化储液单元内黏性液体温度的控制。
[0025]作为本专利技术的一种优选方式，所述可视化储液单元包括：储液瓶、端盖以及密封组件；
[0026]所述储液瓶全透明，用于存储黏性液体；
[0027]所述储液瓶顶部开口通过端盖和密封组件密封，保证所述可视化储液单元的气密性；
[0028]所述储液瓶内设置有用于监测其内部压力的压力传感器A以及检测储液瓶内部氧气含量的氧传感器。
[0029]作为本专利技术的一种优选方式，沿所述储液瓶的高度间隔设置两个以上压力传感器A，结合两个以上压力传感器A监测的压力值和所述储液瓶上的高度刻度能够计算空化发生液面的压力值。
[0030]作为本专利技术的一种优选方式，所述观测单元包括：高速摄像机、辅助光源以及摄像机支架；
[0031]所述摄像机支架用于调节所述高速摄像机的位置和高度；
[0032]所述高速摄像机在所述辅助光源的光照下，对所述可视化储液单元进行拍摄。
[0033]有益效果：
[0034](1)采用本专利技术的黏性液体空化初生压力测试装置中用于存储黏性液体的储液瓶温度可调，能够观测黏性液体在不同温度下的空化初生压力。
[0035](2)装置全透明可视化，能够充分地展现全充液下的空泡初生及溃灭的全过程。
[0036](3)精确的恒温装置消除了由于温度变化对流体属性尤其是空化初生压力的影响，保证试验数据的真实性、精准性和可靠性。
[0037](4)在压力控制单元中设置抽气泵用于对真空泵进行补充，抽气泵在真空泵工作达到极限状态后才开始工作，进一步降低装置内部压强。
[0038](5)压力控制单元中设置起缓冲作用的独立气室，以达到压力精准调控的目的。
[0039](6)被测黏性液体可换，能够测试不同黏性液体的空化本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种黏性液体空化初生压力测量装置，其特征在于，包括：用于存储待测量的黏性液体且透明可视的可视化储液单元(1)；用于控制所述可视化储液单元(1)内压力，使所述可视化储液单元(1)内的黏性液体发生空化现象的压力控制单元(2)；用于调控所述可视化储液单元(1)中黏性液体温度的温度控制单元(3)；用于监测所述可视化储液单元(1)内黏性液体的压力、空气含量以及温度的传感单元(4)；用于观测和记录所述可视化储液单元(1)中黏性液体是否发生空化以及空化过程的观测单元(5)。2.如权利要求1所述的黏性液体空化初生压力测量装置，其特征在于，还包括测控单元(6)，所述测控单元(6)对所述传感单元(4)和所述观测单元(5)的检测数据进行同步采集。3.如权利要求1所述的黏性液体空化初生压力测量装置，其特征在于，所述压力控制单元(2)采用抽真空的方式控制所述可视化储液单元(1)的压力，包括：抽气管路(2.2)以及真空泵(2.5)；所述抽气管路(2.2)一端与所述可视化储液单元(1)连通，另一端与所述真空泵(2.5)连通；所述抽气管路(2.2)与所述可视化储液单元(1)连通端的端部包裹有分离膜(1.2)，用于实现所述可视化储液单元(1)内黏性液体与所述抽气管路(2.2)的隔离；所述抽气管路(2.2)上设置有阀门。4.如权利要求3所述的黏性液体空化初生压力测量装置，其特征在于，所述压力控制单元(2)还包括独立气室(2.4)；所述独立气室(2.4)设置在所述抽气管路(2.2)上，且位于所述阀门与所述真空泵(2.5)之间。5.如权利要求4所述的黏性液体空化初生压力测量装置，其特征在于，所述压力控制单元(2)还包括抽气泵(2.1)；所述抽气泵(2.1)通过设置有阀门的管路与所述独立气室(2.4)连通；当所述真空泵(2.5)工作达到极限状态时，若所述可视化储液单元(1)内的黏性液体仍未发生空化现象，则通过所述抽气泵(2.1)对所述可视化储液单元(1)抽气，实现所述可视化储液单元(1)的二次降压。6.如权利要求1
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5任一项所述的黏性液体空...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘城，闫清东，魏巍，郭猛，金宸，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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