温度场、速度场、固体场耦合的实验系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种温度场、速度场、固体场耦合的实验系统，用于解决现有技术中温度场、速度场、固体场的“热

【技术实现步骤摘要】
温度场、速度场、固体场耦合的实验系统


[0001]本技术涉及热流固耦合领域，特别是涉及一种温度场、速度场、固体场耦合的实验系统。

技术介绍

[0002]目前尚未有可实现同时测量温度场、速度场、固体场的耦合系统，特别是温度场、速度场、固体场的“热
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流
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固”强耦合系统。现有对“热
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固”强耦合系统测量的相关技术和存在缺点：通过PIV(Partical Image Velocimetry：粒子图像处理技术)仅能获得流场的速度矢量图但无法实时识别柔性体变形来得到固体场，温度场测量中接触式测量会改变流场导致温度场随之变化，且传统的非接触测温大多为表面温度，无法得到流动实时的截面温度分布，且难以实现非接触式测量下温度和速度场的同时获得。

技术实现思路

[0003]鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种温度场、速度场、固体场耦合的实验系统，用于解决现有技术中强流下固体场、速度场、温度场耦合的问题。
[0004]为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种温度场、速度场、固体场耦合的实验系统，包括透明实验段，换热系统和水泵，所述透明实验段、所述换热系统和所述水泵通过管道连接形成循环系统，所述透明实验段包括透明流体腔、加热系统和扰流组件，所述透明流体腔内部用于供流体流通，所述加热系统用于对所述透明流体腔内的流体进行加热，所述扰流组件包括刚性件和柔性件，所述柔性件连接在所述刚性件上，所述扰流组件用于增强所述透明流体腔的热对流来实现增强换热，所述换热系统用于对所述透明流体腔的液体进行换热冷却。
[0005]可选地，所述透明流体腔由亚克力材料或者透明玻璃材料构成。
[0006]可选地，所述加热系统包括导热件、发热件和直流稳压电源，所述发热件和所述直流稳压源电连接形成通电回路，所述导热件用于将所述发热件的热量传递给所述透明流体腔内的流体。
[0007]可选地，所述导热件上为刻有均匀沟槽的铜板，所述发热件置于所述铜板沟槽内。
[0008]可选地，还包括测温元件，所述测温元件用于所述透明流体腔内的流体内部温度及所述导热件与流体接触表面的温度。
[0009]可选地，所述扰流组件在所述透明流体腔内可更换。
[0010]可选地，所述柔性件和所述刚性件可拆卸连接。
[0011]可选地，所述换热系统包括换热器和制冷装置，所述换热器与所述换热板通过导管相连。
[0012]可选地，还包括流量计和阀门，所述流量计在所述透明实验段进口处，所述阀门用于控制所述透明流体腔内流量。
[0013]可选地，所述流量计为非接触式流量计，所述非接触式流量计用于测量所述透明
流体腔内流量。
[0014]如上所述，本技术的实现温度场、速度场、固体场耦合的实验系统，至少具有以下有益效果：
[0015]1.在所述透明实验段内流体通过所述水泵达到预定压力，经过所述流量计测得流量，并由所述换热系统达到预定流体温度，通过所述加热系统吸收热量，由于所述扰流系统的对流增强作用，使得所述流体在透明实验腔内形成“热
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固”强耦合，在所述换热系统释放热量形成循环系统；
[0016]2.所述透明流体腔由亚克力或者透明玻璃材料构成，使得“热
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固”耦合作用下的温度场、速度场、固体场能同时被测量；
[0017]3.所述刚性件和所述柔性件可拆卸连接，可用于对于不同形状、材质、间距对热流固耦合作用影响的探究；
[0018]4.通过所述流量计对所述透明流体腔内流体流量测量和所述阀门对所述透明流体腔体内流量大小的控制，以及对所述直流稳压电源电压的控制来实现对温度的控制，以及所属扰流件来实现固体场的控制，有利于探究强流作用下温度场、速度场、固体场的耦合。
附图说明
[0019]图1显示为本技术实现温度场、速度场、固体场耦合的实验系统的结构示意图。
[0020]图2显示为本技术的透明实验段结构示意的示意图。
[0021]图3显示为本技术的加热件的示意图。
[0022]元件标号说明：流量计1，透明实验段2，直流稳压电源3，阀门4，水泵5，换热器6，制冷装置7，透明流体腔体21，稳流腔22，可移动盖板23，刚性件24，柔性件25，导热件26，连接孔261，发热件262。
具体实施方式
[0023]以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效。
[0024]请参阅图1至图3。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的
技术实现思路
能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本技术可实施的范畴。
[0025]以下各个实施例仅是为了举例说明。各个实施例之间，可以进行组合，其不仅仅限于以下单个实施例展现的内容。
[0026]请参阅图1至图2，本技术提供一种温度场、速度场、固体场耦合的实验系统，包括透明实验段2、水泵5、换热器6和制冷装置7，所述换热器6和所述制冷装置7由导管连接
形成换热系统，所述透明实验段2、所述水泵5和所述换热系统由导管连接形成水路循环系统，所述透明实验段2包括透明实验腔体、扰流组件和加热系统，所述扰流组件由刚性件24和柔性件25组成，柔性件25固定于刚性件24上，用于干扰所述透明流体腔体21内流体形成流固耦合，同时，在所述透明实验段2内流体通过所述加热系统吸收热量，使得所述流体在透明流体腔体21内形成温度场、速度场、固体场耦合，所述流体再通过所述水泵作用到达换热系统，在所述换热系统中释放热量形成热量循环系统。
[0027]本实施例中，请参阅图2，所述透明流体腔体21可以选择为亚克力或者透明玻璃材料，使得热流固耦合的温度场、速度场、固体场能同时被测量，所述透明流体腔体21顶部可以选择可移动盖板23，所述透明流体腔体21底部为导热件26，所述透明流体腔体21前部设置稳流腔22，所述透明流体腔体21后部设置扰流组件，所述导热件26将发热件的热量传递给所述流体，所述流体通过所述稳流腔22得到稳定的流速再与所述扰流组件作用形成稳定的“热
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固”耦合，所述可移动盖板23便于所述扰流组件的拆卸。
[0028]本实施例中，请参阅图3，所述导热件26左右两测均匀间隔处刻有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温度场、速度场、固体场耦合的实验系统，其特征在于，包括：透明实验段，换热系统和水泵，所述透明实验段、所述换热系统和所述水泵通过管道连接形成循环系统，所述透明实验段包括透明流体腔、加热系统和扰流组件，所述透明流体腔内部用于供流体流通，所述加热系统用于对所述透明流体腔内的流体进行加热，所述扰流组件包括刚性件和柔性件，所述柔性件连接在所述刚性件上，所述扰流组件用于增强所述透明流体腔的热对流来实现增强换热，所述换热系统用于对所述透明流体腔的液体进行换热。2.根据权利要求1所述的温度场、速度场、固体场耦合的实验系统，其特征在于：所述透明流体腔由亚克力材料或者透明玻璃材料构成。3.根据权利要求1所述的温度场、速度场、固体场耦合的实验系统，其特征在于：所述加热系统包括导热件、发热件和直流稳压电源，所述发热件和所述直流稳压源电连接形成通电回路，所述导热件用于将所述发热件的热量传递给所述透明流体腔内的流体。4.根据权利要求3所述的温度场、速度场、固体场耦合的实验系统，其特征在于：所述导热件为刻有均匀沟槽的铜板，所述发热...

【专利技术属性】
技术研发人员：王泽栋，阳倦成，张年梅，吕泽，倪明玖，
申请(专利权)人：中国科学院大学，
类型：新型
国别省市：