一种用于高压冷喷流动力模拟PIV试验的粒子投放方法技术

本发明专利技术涉及一种用于高压冷喷流动力模拟PIV试验的粒子投放方法，属于冷喷流动力模拟风洞试验，首先通过计算方法得到供水管路压力并调整高压水泵调压阀到指定位置，试验时，调整风洞来流风速到达预定值，然后将气源打开，调整数字阀使喷流达到目标压力，建立喷流流场，最后通过远程开关开启高压水泵，利用PIV高压喷嘴以一定入射角度将水雾粒子注射至高压喷流管路，通过PIV设备采集粒子信息，实现对喷流流场的可视化。本方法采用的试验设备简单且体积小，能够与高压气体混合均匀，提高了喷流PIV粒子的分布均匀程度，同时缓解了高压供气管路结冰的问题。管路结冰的问题。管路结冰的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高压冷喷流动力模拟PIV试验的粒子投放方法


[0001]本专利技术属于冷喷流动力模拟风洞试验，具体涉及一种用于高压冷喷流动力模拟PIV试验的粒子投放方法。

技术介绍

[0002]为研究发动机排气效应对飞机部件及外流场的影响，引导飞机设计从而提高飞机气动特性，许多飞机会进行冷喷流动力模拟试验。为研究喷流对飞机的作用机理，需要进行PIV试验，从而对喷流流场和外流场进行可视化分析，对发动机
‑
飞机一体化设计提供技术支撑。
[0003]冷喷流动力模拟器试验高压气体流量大，流速快，在风洞内进行PIV试验时要求示踪粒子浓度大，无污染。由于示踪粒子不能回收使用，为降低成本，使用水雾作为示踪粒子具有较好的经济型和实用性。
[0004]过去，冷喷流PIV试验采用的示踪粒子投放方法是将高压水泵给水流增压，通过雾化喷头形成水雾，垂直注入高压供气支杆内。试验过程中发现，这种投放方法存在一些问题：例如出口示踪粒子与高压气体混合不均匀。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种用于高压冷喷流动力模拟PIV试验的粒子投放方法，用于冷喷流动力模拟风洞试验，本专利技术使得示踪粒子与高压气体混合均匀,同时可缓解高压供气管路结冰的问题。
[0006]本专利技术采用的技术方案是：一种用于高压冷喷流动力模拟PIV试验的粒子投放方法，包括以下步骤：
[0007](1)在高压冷喷流动力模拟PIV试验前，根据喷嘴参数及PIV对喷雾量及示踪粒子大小的要求，选择合适喷嘴并获得最低工作压力P
喷嘴最低
；
[0008](2)在高压冷喷流动力模拟PIV试验前，根据高压冷喷流动力模拟试验要求，获得管路目标压力P
管路目标
，将水泵压力设置为：
[0009]P
水泵压力
＝P
喷嘴最低
+P
管路目标
，此时水泵处于关机状态；
[0010](3)在高压冷喷流动力模拟PIV试验时，将气源打开，调整数字阀使喷流达到高压喷流管路目标压力，建立喷流流场，通过远程开关开启高压水泵，利用PIV高压喷嘴以一定入射角度将水雾粒子注射至高压喷流管路，同时微调PIV高压喷嘴入射角度，达到喷雾效果，最终通过PIV设备采集粒子信息，实现对喷流流场的可视化。
[0011]进一步的，所述的PIV高压喷嘴以60度入射角度将水雾粒子注射至高压喷流管路。
[0012]本专利技术的优点及有益效果是：本方法采用的试验设备简单且体积小，能够与高压气体混合均匀，提高了喷流PIV粒子的分布均匀程度，同时缓解了高压供气管路结冰的问题。
附图说明
[0013]图1为高压冷喷流动力模拟PIV试验装置结构原理图；
[0014]图2为PIV高压喷嘴工作原理图；
[0015]其中，1、水箱，2、缺水保护装置，3、小型减速电机，4、调压阀，5、远程开关，6、压力表，7、过滤器，8、PIV高压喷嘴，9、高压喷流管路，10、380V供电电源，11、回流管路，12、刻度盘，13、喷嘴安装座。
具体实施方式
[0016]下面根据说明书附图举例对本专利技术做进一步的说明：
[0017]实施例1
[0018]一种用于高压冷喷流动力模拟PIV试验的粒子投放方法，如图1所示，试验设备包含小体积高压水泵(可提供最大7.5MPa压力)、PIV高压喷嘴(0.3mm孔径)及远程控制开关等设备，方法包括以下步骤：
[0019](1)在高压冷喷流动力模拟PIV试验前，根据喷嘴参数及PIV对喷雾量及示踪粒子大小的要求，选择合适喷嘴并获得最低工作压力：
[0020]P
喷嘴最低＝1MPa
，从而降低对水泵压力的要求，减小水泵体积；
[0021](2)在高压冷喷流动力模拟PIV试验前，根据高压冷喷流动力模拟试验要求，获得管路目标压力P
管路目标
，将水泵压力P
水泵压力
设置为P
水泵压力
＝P
喷嘴最低
+P
管路目标
，此时水泵处于关机状态；
[0022](3)在高压冷喷流动力模拟PIV试验时，将气源打开，调整数字阀使喷流达到管路目标压力，建立喷流流场，通过远程开关开启高压水泵，通过PIV高压喷嘴以60
°
角度向喷流管路注入水雾示踪粒子，喷嘴安装座上标有入射角刻度盘，入射角定义为喷嘴轴线相对气流流动方向的夹角，通过国标六角扳手可进行调节，从而达到更好的喷雾效果，如喷雾效果不理想，可微调喷嘴入射角。最终通过PIV设备采集粒子信息，实现对喷流流场的可视化。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于高压冷喷流动力模拟PIV试验的粒子投放方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)在高压冷喷流动力模拟PIV试验前，根据喷嘴参数及PIV对喷雾量及示踪粒子大小的要求，选择合适喷嘴并获得最低工作压力P
喷嘴最低
；(2)在高压冷喷流动力模拟PIV试验前，根据高压冷喷流动力模拟试验要求，获得管路目标压力P
管路目标
，将水泵压力设置为：P
水泵压力
＝P
喷嘴最低
+P
管路目标

【专利技术属性】
技术研发人员：王子卓，和润生，张宏宇，秦风波，闫永昌，许相辉，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司哈尔滨空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：