一种流向角度精密可调的样品表面减阻性能封闭空气流道测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于表面减阻性能测试领域，具体是一种流向角度精密可调的样品表面减阻性能封闭空气流道测试装置。该装置通过加装高精度旋转微调平台用于精密微调角度和旋转圆台放置样品。在保证了气密性和流道内平面平齐度的同时实现了流向角度精密可调，解决了其他传统的流道装置难以方便准确地测量多角度流向速度下表面减阻性能的缺点，为封闭流道中不同样品表面在不同流向角度下对流动状态影响的内流问题提供了研究手段，而且从气密性的角度使得对多角度流向速度下表面的减阻性能测试成为了可能，且保证了调整之后的装配误差的稳定，减少了试验测试误差。最终共同实现了保证气密性的同时对不同流向角度的样品表面减阻性能的测试；且本发明专利技术采用了流道测试方法，测量装置结构简单，造价低廉，实验周期短。实验周期短。实验周期短。

【技术实现步骤摘要】
一种流向角度精密可调的样品表面减阻性能封闭空气流道测试装置


[0001]本专利技术属于表面减阻性能测试领域，具体是一种流向角度精密可调的样品表面减阻性能封闭空气流道测试装置。

技术介绍

[0002]在流体流动过程中，由于流体本身具有的粘性会与周围界面存在动量传递，即产生阻碍流体流动的反作用力，从而在界面处产生了摩擦阻力。表面减阻技术可减小摩擦阻力，极大的提高了能源利用率，从而在油气、航空航天、航海、流体机械等领域中发挥着极大的作用。当减阻表面实际应用到航空航天、航海和风机等流体机械等领域时，减阻表面经常会处于流向角度不断变化的工况。因此，测试减阻表面在多流向角度的减阻性能具有重要意义。
[0003]表面减阻性能的研究主要是从理论分析、数值模拟和测试试验等方面展开。目前空气中表面减阻性能测试实验主要是风洞实验和流道实验。
[0004]但是现有针对于多角度流向减阻测试试验存在以下的局限性：
[0005](1)风洞实验研究是外流问题，当前风洞测试实验室建设费高，测试成本高，操作及日常维护相对复杂，且测试表面减阻性能周期较长。
[0006](2)当前实验室用流道测试实验，无法较为方便且准确地测试多角度流向速度下的减阻性能，其在测试不同流向角度减阻性能时，通常需要拆卸流道来更换不同流向角度减阻样品进行测试，因其不稳定的装配误差从而导致试验误差。若是直接在流道内部加装旋转微调平台，会导致调整流道宽度或调整测试样品的尺寸和形状。根据二维流道模型理论，流道的宽高比大于等于15，在文献中报道的封闭流道减阻性能测试试验中发现如果流道内上下面距离过近时，会出现由壁面产生的流体涡结构交错的情况，对减阻测试结果产生极大的影响。因此根据文献中报道的数据参考和实际的测试需求，常规封闭流道减阻性能测试中的流道宽度设计为30mm左右。当流道宽度大于常规流道宽度时，流道内的流动状态难以保持稳定，因此这对宽流道内部直接放置减阻样品的测试存在不稳定性。当在常规流道宽度下，使用旋转平台来调整流向角度，里面直接放置圆形减阻样品以便于调整角度时，会导致样品尺寸小(最大只能是流道宽度)，因流向样品尺寸小而无法达到明显的减阻性能测试效果。

技术实现思路

[0007]本专利技术主要目的是提供了一种研究内流问题的流向角度精密可调的样品表面减阻性能封闭空气流道测试装置，解决了表面减阻性能测试中无法通过现有流道装置测量不同流向速度下的减阻性能的问题，且实现了角度精密可调且保证了气密性良好。
[0008]本专利技术通过如下的技术方案来实现：
[0009]一种测量流向角度精密可调的样品表面减阻性能封闭空气流道测试装置包括上
盖板、下底板、橡胶密封条、旋转微调平台和旋转圆台组成。上盖板和下底板之间通过螺栓固定，同时两板间的密封沟槽使用橡胶密封条封住两侧以保证气密性，上盖板开有一槽道与下底板之间形成封闭流道，只由前面由空压机供气经稳流器进气和后面排气。下底板中间开有一通孔用于安装旋转圆台，旋转圆台用旋转微调平台通过螺栓连接到下底板上从而实现适当压紧，旋转圆台与旋转微调平台相互间的周向自由度通过旋转圆台底面的圆孔和旋转微调平台上安装的圆柱头螺栓配合来约束，从而使旋转平台和旋转微调平台同步旋转。下底板和旋转圆台之间的气密性通过旋转圆台台阶上密封沟槽中的橡胶密封条来保证。旋转圆台上开有一圆槽用于放置测试样品，上盖板加工有两个用来安装压力传感器的孔，孔的位置刚好在测试样品沿流向的两端。测量不同的流向角度下的减阻性能时，使用扳手松动旋转微调平台与下底板之间的螺栓，调节旋转微调平台使得样品转到预定的角度，再用扳手拧紧螺栓实现适当压紧，使得旋转圆台的面与流道底面平齐，然后由空压机经稳流器向流道内进气，通过两压力传感器测压差实现测量样品表面减阻性能。
[0010]旋转圆台上圆槽比样品的厚度深，内部放置有一弹性模量小、适当厚度的薄橡胶圈，使得在旋转圆台圆槽内放测试样品之后，测试样品突出旋转圆台顶面一定高度。安装好流道装置之后，因上盖板底面、旋转圆台顶面和下底板顶面(即流道底面)是平齐的，且旋转圆台圆槽直径大于上盖板底面槽道宽度，使得上盖板底面可以通过测试样品压缩薄橡胶圈，所以测试样品的突出高度会被上盖板底面压低，直到测试样品表面刚好与旋转圆台顶面平齐的位置，保证测试样品与旋转圆台顶面和流道底面没有高度差，同时也防止了由测试样品与旋转圆台顶面高差导致的气密性问题，保证了装配的稳定性和测试准确性。
[0011]优选的，旋转圆台与下底板之间的连接通过螺栓连接好之后，在螺栓上旋有限位螺母，旋转圆台安装好的时候，使限位螺母旋到顶住下底板的位置。在调整旋转圆台角度之后再安装的时候便于快速到位，使用带有扭矩示数的扳手来进行调节，可以防止因装配用力过大导致零件变形，保证了旋转圆台顶面和下底板顶面平齐，实现装配稳定，减小由于装配带来的误差。
[0012]优选的，旋转圆台与流道底面(即下盖板的顶面)的平齐度，通过两者安装在一起铣削这个平面来保证。
[0013]本专利技术的有益作用：
[0014]1.提供了一种研究内流问题的流向角度精密可调的样品表面减阻性能封闭空气流道测试装置，通过加装高精度旋转微调平台用于精密微调角度和旋转圆台放置样品。在保证了气密性和流道内平面平齐度的同时实现了流向角度精密可调，解决了其他传统的流道装置难以方便准确地测量多角度流向速度下表面减阻性能的缺点，为封闭流道中不同样品表面在不同流向角度下对流动状态影响的内流问题提供了研究手段。
[0015]2.该方案通过在旋转圆台底下放置弹性橡胶圈抬高测试样品，再由上盖板底面压低到旋转圆台顶面来保证气密性和样品与旋转圆台顶面的平齐。当需要调整测试样品的流向角度时，松动旋转微调平台与下底板之间的螺栓，调节旋转圆台到指定的角度之后再拧紧螺栓，由于螺栓上螺母限位和使用带由扭矩示数的板手进行安装，实现了旋转圆台顶面和下底板顶面之间的稳定转配，最终实现了流道内部平面的平齐度(旋转圆台的顶面、测试样品表面、上盖板的底面和下底板的顶面)，使得旋转后不同平面之间高度差极小且气密性较好，因此从气密性的角度使得对多角度流向速度下表面的减阻性能测试成为了可能，且
保证了调整之后的装配误差的稳定，减少了试验测试误差。最终共同实现了保证气密性的同时对不同流向角度的样品表面减阻性能的测试。
[0016]3.更换不同的旋转圆台，可快速对不同样品表面在多角度流向速度下进行测试。便于对不同样品表面流动性能进行对比研究，使得表面气动减阻性能研究更加方便。且本专利技术采用了流道测试方法，测量装置结构简单，造价低廉，实验周期短。
附图说明
[0017]图1为本专利技术装置的装配爆炸视图；
[0018]图2为本专利技术装置的上盖板底面结构示意图；
[0019]图3为本专利技术装置的角度精密微调结构装配图(半剖)；
具体实施方案
[0020]下面结合附图对本专利技术作进一步详细的描述：
[0021]如图1所示，一种流向角度精密可调的样品表面减阻性能封闭空气流道测试装置，包括上盖板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量流向角度精密可调的样品表面减阻性能封闭空气流道测试装置，其特征在于，包括上盖板、下底板、橡胶密封条、旋转微调平台和旋转圆台；所述上盖板和下底板之间通过螺栓固定，同时两板间的密封沟槽使用橡胶密封条封住两侧以保证气密性，上盖板开有一槽道与下底板之间形成封闭流道，只由前面由空压机供气经稳流器进气和后面排气；下底板中间开有一通孔用于安装旋转圆台，旋转圆台用旋转微调平台通过螺栓连接到下底板上从而实现适当压紧，旋转圆台与旋转微调平台相互间的周向自由度通过旋转圆台底面的圆孔和旋转微调平台上安装的圆柱头螺栓配合...

【专利技术属性】
技术研发人员：苑伟政，周子丹，欧召阳，周文源，王道远，何洋，吕湘连，邓进军，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：