本发明专利技术公开了一种用于两相流动环境气体射流的测量装置及测量方法，包括矩形水箱上顶盖、矩形水箱箱体、激励端金属电极丝、接收端金属电极丝、接收端端口、水箱上顶盖通孔、水箱上顶盖盲孔、排气口、水箱侧面盲孔、激励端端口、水箱侧面通孔、注气口，激励端金属电极丝和接收端金属电极丝分别穿过水箱侧面通孔和水箱上顶盖通孔后缠绕在水箱侧面盲孔和水箱上顶盖盲孔处的螺钉上并正交连接在矩形水箱箱体内部；激励端金属电极丝和接收端金属电极丝固定完后分别接入激励端端口和接收端端口；矩形水箱上顶盖在丝网探针布置完后与矩形水箱箱体之间用密封胶密封；接收端端口和激励端端口分别由导线引到信号电路中；注气口设于矩形水箱箱体下侧；排气口设于矩形水箱顶盖。排气口设于矩形水箱顶盖。排气口设于矩形水箱顶盖。
【技术实现步骤摘要】
一种用于两相流动环境气体射流的测量装置及测量方法
[0001]本专利技术涉及多相流流动参数测量
，特别涉及一种用于两相流动环境气体射流的测量装置及测量方法。
技术介绍
[0002]核能是具有广泛应用前景的清洁能源，在核能的开发利用中，安全问题是必须解决的重要问题。在第四代铅铋核反应堆中，蒸汽发生器破口事故是常见的事故之一，导致一二回路冷热流体间发生强烈的能质传输而产生大量水蒸气，同时在破口位置处将形成冲击波或者射流，蒸汽在射流的影响下极易气蚀主泵或者造成堆芯传热恶化，带来严重安全隐患。
[0003]目前，由于缺乏对射流后气体动力学特性的测量手段，使得对气体射流的研究十分有限。常用的测量方法是非接触式的光学法，包括高速摄像技术和射线技术，但光学法会受到折射率的影响，尤其是遇到不透光或者吸收射线的介质时光学法不再适用；且光学法通常只能获得定性上的结果。另一方面，基于电学法的探针技术可以精确测量气液两相流动特性，但由于气体射流速度快、空间分布范围广，现有探针技术大多基于单点局部测量的原理开发，难以对射流气相的空间分布进行高分辨率捕捉，因此，需要重新设计探针使其适用于两相流动环境气体射流研究。
技术实现思路
[0004]为了克服现有技术中的不足，本专利技术提供一种用于两相流动环境气体射流的测量装置及测量方法，可以定量得到气体射流进入水空间运动过程中的相分布情况，实现了对射流条件下气相的实时精确测量。
[0005]为了达到上述专利技术目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：
[0006]本专利技术公开了一种用于两相流动环境气体射流的测量装置，所述测量装置的气体由底部向上喷射，所述测量装置包括矩形水箱上顶盖、矩形水箱箱体、激励端金属电极丝、接收端金属电极丝、接收端端口、若干水箱上顶盖通孔、若干水箱上顶盖盲孔、排气口、若干水箱侧面盲孔、激励端端口、若干水箱侧面通孔、注气口，其中：
[0007]所述激励端金属电极丝和接收端金属电极丝分别穿过若干所述水箱侧面通孔和水箱上顶盖通孔后缠绕在若干所述水箱侧面盲孔和水箱上顶盖盲孔处的螺钉上，并正交连接在所述矩形水箱箱体内部，用于实现所述激励端金属电极丝和接收端金属电极丝的绷直；
[0008]所述激励端金属电极丝和接收端金属电极丝固定完毕之后分别接入对应的所述激励端端口和接收端端口，用于构成丝网探针信号传输的两极；
[0009]所述矩形水箱上顶盖在丝网探针布置完成后与所述矩形水箱箱体之间用密封胶密封，若干所述水箱上顶盖通孔和水箱侧面通孔处均使用密封胶密封，用于保证所述测量装置的结构稳定性与密封性；
[0010]所述接收端端口和激励端端口分别由导线引出到信号电路中，用于实现丝网探针信号的传递与接收；
[0011]所述注气口设置于所述矩形水箱箱体的下侧；
[0012]所述排气口设置于所述矩形水箱顶盖，初始状态时不封死，安装完成后封死固定。
[0013]进一步的，若干所述水箱上顶盖通孔和水箱侧面通孔分别与若干所述水箱上顶盖盲孔和水箱侧面盲孔的圆心一一同轴对应，若干所述水箱上顶盖盲孔和水箱侧面盲孔的直径分别对应大于若干所述水箱上顶盖通孔和水箱侧面通孔的直径，若干所述水箱上顶盖盲孔和水箱侧面盲孔的厚度均为所述矩形水箱箱体的厚度的一半。
[0014]进一步的，若干所述水箱侧面通孔和水箱上顶盖通孔的直径分别对应大于所述激励端金属电极丝和接收端金属电极丝的直径。
[0015]进一步的，所述注气口从所述矩形水箱箱体外侧使用密封胶密封。
[0016]优选的，若干所述水箱侧面通孔之间的间距为2
‑
4mm，所述水箱侧面通孔的直径为0.5mm；和/或，若干所述水箱上顶盖通孔之间的间距为2
‑
4mm，所述水箱上顶盖通孔的直径为0.5mm。
[0017]优选的，所述激励端金属电极丝和接收端金属电极丝之间的间距为2
‑
4mm。
[0018]本专利技术还公开了一种用于两相流动环境气体射流的测量方法，使用上述测量装置进行测量，至少包括以下步骤：
[0019]步骤1：将激励端金属电极丝和接收端金属电极丝分别穿过若干水箱侧面通孔和水箱上顶盖通孔后缠绕在若干水箱侧面盲孔和水箱上顶盖盲孔处的螺钉上，并正交连接在矩形水箱箱体内部，并接入对应的激励端端口和接收端端口；
[0020]步骤2：在注气口安装喷嘴并密封矩形水箱箱体；
[0021]步骤3：获取测量装置的标定基底值；
[0022]步骤4：底部喷嘴注气的同时对激励端金属电极丝进行信号激励；
[0023]步骤5：接收端金属电极丝接收检测到的感应电信号；
[0024]步骤6：基于标定基底值和测量值的电信号得到射流过程气体相分布情况。
[0025]进一步的，步骤3中，所述获取测量装置的标定基底值，包括：
[0026]测量所述测量装置在纯水状态下不喷射气流时的接收电信号值。
[0027]进一步的，测量气体射流相分布之前，将矩形水箱内部注满水，然后使采集过程保持规定的帧数进行信号采集，采集到的信号为纯水状态下测得的接收电信号值，将其视为标定基底值；
[0028]标定的方式为线性标定，标定公式如下所示：
[0029][0030]式中：α为测量节点处的含气率值；i为激励端的行数；j为接收端的列数；k为采集的帧数；I
exp,i,j,k
为正式试验时采集的信号电流值，A；I
water,i,j,k
为初始纯水条件下信号电流的标定值。
[0031]进一步的，所述方法还包括以下步骤：
[0032]通过调整注气口与丝网探针的间距或者在丝网探针后方布置同样的另一套丝网
探针，将两组数据进行互相关可以得到气流射出后在空间中的速度分布。
[0033]本专利技术由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：
[0034]1、本申请提供的测量装置适用于两相流动环境气体射流的测量，可以定量得到气体射流进入水空间运动过程中的相分布情况，实现了对射流条件下气相的实时精确测量，无需繁琐操作，仅需连接电路即可实现对气体射流的信号采集；
[0035]2、本专利技术结构简单，能够满足射流情况下气体相分布的测量需求，操作方便、适用性强。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：
[0037]图1是本专利技术一种用于两相流动环境气体射流的测量装置的整体结构立体示意图；
[0038]图2是本专利技术一种用于两相流动环境气体射流的测量装置的整体结构正视图；
[0039]图3是本专利技术一种用于两相流动环境气体射流的测量装置的测试结果成像图及其与高速摄影可视化图像的对比。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于两相流动环境气体射流的测量装置，所述测量装置的气体由底部向上喷射，其特征在于，所述测量装置包括矩形水箱上顶盖、矩形水箱箱体、激励端金属电极丝、接收端金属电极丝、接收端端口、若干水箱上顶盖通孔、若干水箱上顶盖盲孔、排气口、若干水箱侧面盲孔、激励端端口、若干水箱侧面通孔、注气口，其中：所述激励端金属电极丝和接收端金属电极丝分别穿过若干所述水箱侧面通孔和水箱上顶盖通孔后缠绕在若干所述水箱侧面盲孔和水箱上顶盖盲孔处的螺钉上，并正交连接在所述矩形水箱箱体内部，用于实现所述激励端金属电极丝和接收端金属电极丝的绷直；所述激励端金属电极丝和接收端金属电极丝固定完毕之后分别接入对应的所述激励端端口和接收端端口，用于构成丝网探针信号传输的两极；所述矩形水箱上顶盖在丝网探针布置完成后与所述矩形水箱箱体之间用密封胶密封，若干所述水箱上顶盖通孔和水箱侧面通孔处均使用密封胶密封，用于保证所述测量装置的结构稳定性与密封性；所述接收端端口和激励端端口分别由导线引出到信号电路中，用于实现丝网探针信号的传递与接收；所述注气口设置于所述矩形水箱箱体的下侧；所述排气口设置于所述矩形水箱顶盖，初始状态时不封死，安装完成后封死固定。2.根据权利要求1所述的一种用于两相流动环境气体射流的测量装置，其特征在于，若干所述水箱上顶盖通孔和水箱侧面通孔分别与若干所述水箱上顶盖盲孔和水箱侧面盲孔的圆心一一同轴对应，若干所述水箱上顶盖盲孔和水箱侧面盲孔的直径分别对应大于若干所述水箱上顶盖通孔和水箱侧面通孔的直径，若干所述水箱上顶盖盲孔和水箱侧面盲孔的厚度均为所述矩形水箱箱体的厚度的一半。3.根据权利要求1所述的一种用于两相流动环境气体射流的测量装置，其特征在于，若干所述水箱侧面通孔和水箱上顶盖通孔的直径分别对应大于所述激励端金属电极丝和接收端金属电极丝的直径。4.根据权利要求1所述的一种用于两相流动环境气体射流的测量装置，其特征在于，所述注气口从所述矩形水箱箱体外侧使用密封胶密封。5.根据权利要求1所述的一种用于两相流动环境气体射流的测量装置，其特征在于，若干所述水箱侧面通孔之间的间距为2
‑
4mm，所述水箱侧面通孔的直径为0.5mm...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘莉，顾汉洋，戴军涛，刘帅，王科，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：
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