本发明专利技术提供了一种闭式水洞和开式水槽综合试验装置，包括闭式水洞回路、驱动电机、调压装置及测声舱，以及开式水槽回路；闭式水洞回路包括依次连接形成回路的稳流段、收缩段、试验段、上扩散段、第一拐角段、第一过渡段、第二拐角段、第二过渡段、驱动泵、下扩散段、第三过渡段、第三拐角段、第四过渡段及第四拐角段，且测声舱安装在试验段的下方；开式水槽回路包括设置在上扩散段与第一过渡段之间外侧的辅回路，试验段上方布置有上盖板，试验段上方的上盖板揭开时形成开式回路。可在试验段下方布置测声舱或测声腔，用于进行被测模型的水中辐射噪声测试，提升水动力、空化和噪声综合测试能力，显著降低综合建造成本。
【技术实现步骤摘要】
闭式水洞和开式水槽综合试验装置
本专利技术属于流体力学和船舶试验领域，具体涉及一种闭式水洞和开式水槽综合试验装置。
技术介绍
开展船舶、航行体、推进器等水动力性能试验的装置主要有拖曳水池、循环水槽和空泡水洞。拖曳水池由于轨道长度有限，试验时间受到车架运行时间限制，不便于开展空泡和流场观测试验。循环水槽和空泡水洞利用造流系统可使水流在其内循环流动，可对安装于试验段内的模型进行长时间测试，而不受时间限制，从而便于测量流场参数、开展空泡和流场观测试验。循环水槽和空泡水洞的试验段下方设置测声舱或测声腔可以测量模型的噪声。循环水槽试验段是开放的，有自由液面，不能加、减压；而空泡水洞通常具有调压装置，可以通过加、减压实现不同水深和空化数的模拟。由于循环水槽和空泡水洞在结构上的相似性，从理论上讲，空泡水洞和循环水槽可以设计成一体式综合试验装置。申请号为201811565809.3的专利申请，公开了一种水洞水槽两用实验系统，包括水洞实验段、水泵系统以及依次连通的前置水箱、水槽实验段和后置水箱；该实验系统为竖式上下两层布置，两个水箱与水槽实验段均位于上层，且上层结构均顶部开口，水泵系统位于下层，下层结构为闭式管路；上下两层之间的前竖直段为管路过渡段，后竖直段为水洞实验段，且前置水箱的底部进水口通过管路过渡段与水泵系统的出水口连通，后置水箱的底部出水口通过水洞实验段与水泵系统的进水口连通。该装置实现了水洞和水槽两种用途，但该装置没有加、减压装置，不能调节水洞中压力范围，可测工况有限；且水洞试验段在竖直段中，不便于被测模型安装，尤其随着实验系统规模增大，试验准备时间很长。申请号为201910056910.4的专利申请，公开了一种多功能动力式循环水槽，包括：流量循环管路、动力装置和控制系统；其中，流量循环管路包括蓄水箱、回流管、回流水箱和水槽；动力装置和控制系统安装于所述电机支架上，动力装置驱动流体由回流水箱经水槽流入蓄水箱，由蓄水箱经回流管流入回流水箱，从而形成循环；在控制系统的控制下，动力装置调节流体的流速。该装置流速低(≤0.5m/s)，不具备空泡水洞功能。鉴于此，有必要设计一种闭式水洞和开式水槽相结合的综合试验装置，以解决水下和水面不同航行器、推进器等对象的水动力、空化、噪声等试验问题，并降低综合建造成本，提高装置建设和使用效率，发挥更全面的效益。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种流场品质好的闭式水洞和开式水槽综合试验装置，用于开展水下和水面航行体、推进器等模型的水动力试验、空化试验、流场观测试验和噪声试验。为实现上述目的，本专利技术所设计的一种闭式水洞和开式水槽综合试验装置，包括闭式水洞回路、布置在闭式水洞回路外部的驱动电机、通过管路与闭式水洞回路相连的调压装置及测声舱，以及开式水槽回路；所述闭式水洞回路包括依次连接形成回路的稳流段、收缩段、试验段、上扩散段、第一拐角段、第一过渡段、第二拐角段、第二过渡段、驱动泵、下扩散段、第三过渡段、第三拐角段、第四过渡段及第四拐角段，且测声舱安装在试验段的下方；所述开式水槽回路包括设置在上扩散段与第一过渡段之间外侧的辅回路，且所述试验段上方布置有上盖板，试验段上方的上盖板揭开时形成开式回路。进一步地，所述辅回路与上扩散段和第一过渡段之间用隔板隔开，位于上扩散段上方的隔板为抹平器，并在位于第一拐角段上方的辅回路上方设置集气箱，利用抽气装置将集气箱中的空气经排气管路排出；辅回路中的水流经第一过渡管路、辅助泵和第二过渡管路抽回至闭式水洞回路。进一步地，所述上扩散段上方靠近试验段位置处布置有水洞过渡段，水洞过渡段上平面与辅回路上平面平齐对接，上盖板的下平面与收缩段的上过流面、水洞过渡段的底板的下过流面以及隔板的下过流面光顺且无缝连接，使水洞形成闭式回路。进一步地，所述上扩散段靠近试验段布置有不含底板的水槽过渡段，上试验段上方的上盖板揭开时形成开式回路。进一步地，所述试验段的两边侧壁上均安装由透光性好的玻璃组成的观察窗。进一步地，所述试验段的底板安装有透声玻璃将试验段与测声舱隔开。进一步地，所述驱动电机置于闭式水洞回路外部，驱动电机通过弹性联轴器与驱动泵的驱动轴相连。进一步地，所述驱动泵位于第二拐角段的下游，第二过渡段为方圆过渡段。进一步地，所述驱动泵位于闭式水洞回路的最低处。本专利技术采用上述技术方案，有以下技术效果：1、本专利技术闭式水洞和开式水槽综合试验装置具有空泡水洞功能，可以开展水下航行器、推进器等不同模型、不同水深和空化数条件下的水动力、空化等试验；2、本专利技术闭式水洞和开式水槽综合试验装置具有带自由液面的循环水槽功能，可以开展水面航行器、推进器等不同模型、不同傅汝德数条件下的水动力、空化等试验；3、本专利技术闭式水洞和开式水槽综合试验装置可在试验段下方布置测声舱或测声腔，用于进行被测模型的水中辐射噪声测试，提升水动力、空化和噪声综合测试能力，显著降低综合建造成本。附图说明图1为本专利技术闭式水洞和开式水槽综合试验装置总体结构示意图；图2为图1中试验段示意图；图3为图1中水洞过渡段示意图；图4为图1中辅回路及水槽过渡段结构示意图。附图中各部件的标记如下：100-闭式水洞回路，1-稳定段，2-第二过渡管路，3-收缩段，4-试验段，5-上盖板，6-上扩散段，7-第一拐角段，8-第一过渡段，9-第二拐角段，10-第二过渡段，11-驱动泵，12-下扩散段，13-第三过渡段，14-第三拐角段，15-第四过渡段，16-第四拐角段，17-驱动电机，18-弹性联轴器，19-驱动轴，20-管路，21-调压装置，22-隔板，23-辅回路，24-集气箱，25-排气管路，26-抽气装置，27-辅助泵，28-第一过渡管路、30-测声舱，41-观察窗，42-透声玻璃，62-水洞过渡段，621-底板，63-水槽过渡段，200-水槽回路。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示闭式水洞和开式水槽综合试验装置，包括闭式水洞回路100、布置在闭式水洞回路100外部的驱动电机17、通过管路20与闭式水洞回路100相连的调压装置21及测声舱30，调压装置21通过管路20与闭式水洞回路100内部连通，对闭式水洞回路100内部实现加压或减压；其中，闭式水洞回路100包括依次连接形成回路的稳流段1、收缩段3、试验段4、上扩散段6、第一拐角段7、第一过渡段8、第二拐角段9、第二过渡段10、驱动泵11、下扩散段12、第三过渡段13、第三拐角段14、第四过渡段15及第四拐角段16；测声舱30安装在试验段4的下方。本实施例中，驱动电机17置于闭式水洞回路100外部，驱动电机17通过弹性联轴器18与驱动泵11的驱动轴19相连，为水流提供驱动力。驱动泵11位于第二拐角段9的下游，为了实现第二拐角本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种闭式水洞和开式水槽综合试验装置，其特征在于：包括闭式水洞回路(100)、布置在闭式水洞回路(100)外部的驱动电机(17)、通过管路(20)与闭式水洞回路(100)相连的调压装置(21)及测声舱(30)，以及开式水槽回路(200)；所述闭式水洞回路(100)包括依次连接形成回路的稳流段(1)、收缩段(3)、试验段(4)、上扩散段(6)、第一拐角段(7)、第一过渡段(8)、第二拐角段(9)、第二过渡段(10)、驱动泵(11)、下扩散段(12)、第三过渡段(13)、第三拐角段(14)、第四过渡段(15)及第四拐角段(16)，且测声舱(30)安装在试验段(4)的下方；所述开式水槽回路(200)包括设置在上扩散段(6)与第一过渡段(8)之间外侧的辅回路(23)，且所述试验段(4)上方布置有上盖板(5)，试验段(4)上方的上盖板(5)揭开时形成开式回路。/n
【技术特征摘要】
1.一种闭式水洞和开式水槽综合试验装置，其特征在于：包括闭式水洞回路(100)、布置在闭式水洞回路(100)外部的驱动电机(17)、通过管路(20)与闭式水洞回路(100)相连的调压装置(21)及测声舱(30)，以及开式水槽回路(200)；所述闭式水洞回路(100)包括依次连接形成回路的稳流段(1)、收缩段(3)、试验段(4)、上扩散段(6)、第一拐角段(7)、第一过渡段(8)、第二拐角段(9)、第二过渡段(10)、驱动泵(11)、下扩散段(12)、第三过渡段(13)、第三拐角段(14)、第四过渡段(15)及第四拐角段(16)，且测声舱(30)安装在试验段(4)的下方；所述开式水槽回路(200)包括设置在上扩散段(6)与第一过渡段(8)之间外侧的辅回路(23)，且所述试验段(4)上方布置有上盖板(5)，试验段(4)上方的上盖板(5)揭开时形成开式回路。
2.根据权利要求1所述闭式水洞和开式水槽综合试验装置，其特征在于：所述辅回路(23)与上扩散段(6)和第一过渡段(8)之间用隔板(22)隔开，位于上扩散段(6)上方的隔板(22)为抹平器，并在位于第一拐角段(7)上方的辅回路(23)上方设置集气箱(24)，利用抽气装置(26)将集气箱(24)中的空气经排气管路(25)排出；辅回路(23)中的水流经第一过渡管路(28)、辅助泵(27)和第二过渡管路(2)抽回至闭式水洞回路(100)。
3.根据权利要求2所述闭式水洞和开式水槽综合试验装置，其特征在于：所述上扩散段(6)上...
【专利技术属性】
技术研发人员：王东，刘承江，符澄，靳栓宝，尉成果，魏应三，谢强，张贤彪，阳习党，李毅，陶涛，宋希亮，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，中国空气动力研究与发展中心设备设计及测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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