固体示踪粒子发生器制造技术

本发明专利技术提供一种固体示踪粒子发生器，包括集气箱、粒子存储罐、进气管和出气管，所述集气箱与所述粒子存储罐连通，所述进气管与所述集气箱连通，所述出气管与所述粒子存储罐连通，所述粒子存储罐适用于储存示踪粒子；所述集气箱与所述粒子存储罐之间设有气流调节装置，所述气流调节装置包括至少一块气流调节板，所述气流调节板上均布设有气流调节孔，所述气流调节装置在包括多块所述气流调节板的情况下，所有的所述气流调节板相互平行且间隔设置。本发明专利技术提供的固体示踪粒子发生器，能够使得单位时间内进入到流场的示踪粒子的数量趋于均匀、稳定，以满足整个实验过程的需求。以满足整个实验过程的需求。以满足整个实验过程的需求。

【技术实现步骤摘要】
固体示踪粒子发生器


[0001]本专利技术涉及激光诊断
，尤其涉及一种固体示踪粒子发生器。

技术介绍

[0002]燃气轮机是当今最重要的动力设备之一，在航空、航天和航海等众多领域中有着广泛的应用。测试是燃气轮机型号研制和相关基础研究中的重要一环，如何准确高效地获取燃气轮机中的各项参数成为重中之重。激光诊断技术以其独有的优势成为了当今发动机测量的主要方法之一。激光粒子图像测速(PIV)技术能够测量瞬态速度场，并把观测到的速度矢量描绘出来。流场中示踪粒子的播撒质量对于PIV测试至关重要。PIV固体粒子发生器是示踪粒子的产生装置，粒子发生器根据测量需求提供一定量的固体颗粒，使其跟随气流进入待测流场，并跟随流场进行运动。PIV固体粒子发生器的结构特点直接影响粒子的产生质量，从而影响最终速度的测量效果。
[0003]现有技术中，粒子发生器主要采用气体激励的方式，一般是将一根金属管由容器顶部插入到示踪粒子堆中，并将其作为气体入口，气流通过金属管后由于冲击作用将示踪粒子激扬起来，一部分示踪粒子最终随气流通过粒子发生器出口沿管路到达待测流场中。然而，现有方式无法精确控制单位时间内示踪粒子进入到流场的数量，存在不稳定现象，一般在开始的瞬间示踪粒子进入到流场的数量较多，随着实验进行，示踪粒子数量逐渐减少，无法满足整个实验过程的需求。
[0004]因此，亟需一种能够解决上述问题的固体示踪粒子发生器。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种固体示踪粒子发生器，能够使得单位时间内进入到流场的示踪粒子的数量趋于均匀、稳定，以满足整个实验过程的需求。
[0006]本专利技术提供一种固体示踪粒子发生器，包括集气箱、粒子存储罐、进气管和出气管，所述集气箱与所述粒子存储罐连通，所述进气管与所述集气箱连通，所述出气管与所述粒子存储罐连通，所述粒子存储罐适用于储存示踪粒子；
[0007]所述集气箱与所述粒子存储罐之间设有气流调节装置，所述气流调节装置包括至少一块气流调节板，所述气流调节板上均布设有气流调节孔，所述气流调节装置在包括多块所述气流调节板的情况下，所有的所述气流调节板相互平行且间隔设置。
[0008]根据本专利技术提供的固体示踪粒子发生器，所述粒子存储罐包括内径保持不变的恒径段和内径逐渐缩小的变径段，所述恒径段与所述变径段同轴设置，所述集气箱与所述恒径段连通，所述出气管设置于所述变径段的末端。
[0009]根据本专利技术提供的固体示踪粒子发生器，所述粒子存储罐包括粒子存储罐主体和端盖，所述变径段设置于所述端盖。
[0010]根据本专利技术提供的固体示踪粒子发生器，所述端盖的下端设有第一法兰，所述存储罐主体的上端设有第二法兰，所述端盖和所述存储罐主体通过所述第一法兰和所述第二
法兰连接。
[0011]根据本专利技术提供的固体示踪粒子发生器，还包括三通阀、主路输气管和旁路输气管，所述进气管与所述三通阀的进气端连通，所述三通阀的第一出气端与所述集气箱通过所述主路输气管连通，所述三通阀的第二出气端与所述出气管通过所述旁路输气管连通。
[0012]根据本专利技术提供的固体示踪粒子发生器，所述集气箱、所述粒子存储罐、所述主路输气管和所述旁路输气管的壁厚的取值范围为2毫米至10毫米。
[0013]根据本专利技术提供的固体示踪粒子发生器，所述粒子存储罐的下端设有第三法兰，所述集气箱的上端设有第四法兰，所述粒子存储罐和所述集气箱通过所述第三法兰和所述第四法兰连接。
[0014]根据本专利技术提供的固体示踪粒子发生器，所述气流调节装置可拆卸地设置于所述第三法兰和所述第四法兰之间。
[0015]根据本专利技术提供的固体示踪粒子发生器，所述气流调节孔的孔径的数值范围为20微米至100微米，所述气流调节板的空隙率的数值范围为30％至70％。
[0016]根据本专利技术提供的固体示踪粒子发生器，所述集气箱沿其周向均布设有地脚固定板。
[0017]本专利技术提供的固体示踪粒子发生器，进气时，由于集流箱的有效面积远大于上游管路的有效面积，集流箱能够使从进气管中的进入的气流趋于稳定，通过在集流箱与粒子存储罐之间设置气流调节装置，气流调节板上均布设置的气流调节空能够进一步对经过集流箱作用的气体进行气流调节，从而使得经过集流箱和气流调节装置调节后的稳定气流在单位时间内能够携带数量较为均匀、稳定的示踪粒子从出气管中进入实验系统，以满足整个实验过程的需求。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
[0019]图1是本专利技术实施例提供的固体示踪粒子发生器的示意图之一；
[0020]图2是本专利技术实施例提供的固体示踪粒子发生器的示意图之二；
[0021]图3是本专利技术实施例提供的固体示踪粒子发生器中气流调节装置的安装示意图。
[0022]附图标记：
[0023]1、集气箱；101、第四法兰；2、粒子存储罐；201、粒子存储罐主体；202、端盖；203、第一法兰；204、第二法兰；205、第三法兰；3、进气管；4、出气管；5、气流调节装置；501、气流调节板；502、环形限位件；6、三通阀；7、主路输气管；8、旁路输气管；9、地脚固定板。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳
动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]需要说明的是，PIV测量速度的原理是：首先将微小示踪粒子通过特定的方法散播至流体介质，之后通过光学透镜将激光束转化成片光，并在较短的脉冲间隔内照亮待测流场区域两次。脉冲之间的时间间隔需要根据流速和成像时的放大倍数设置。假定示踪粒子在两种照明之间以局部流速移动，被示踪粒子散射的光通过镜头被记录在相机的两帧。对每一对粒子图像进行互相关计算，即可获得某一时刻的瞬态速度场。
[0026]固体粒子发生器是示踪粒子的产生装置，将根据实验需求产生一定量的固体颗粒，使其跟随主路空气体进入实验件，并跟随流场进行运动。固体粒子发生器的设计特征将直接关系到粒子的散播质量，影响最终速度场测量的结果。在PIV测量过程中不但要求粒子对流场的干扰较小，还要确保粒子具有良好的跟随性，因而在满足观测效果的前提下粒子的尺寸越小越好，一般气态流场的测量过程中粒子的粒径不大于10微米，为了使整个实验过程中待测区域的效果满足测试要求，示踪粒子需要保证时间和空间上的分布均匀性。粒子数量较多会导致粒子堆叠，分辨效果变差，而且随着实验的进行，粒子对玻璃视窗的粘附作用会导致测试区域的可见度变差；粒子数量较少本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固体示踪粒子发生器，其特征在于，包括集气箱(1)、粒子存储罐(2)、进气管(3)和出气管(4)，所述集气箱(1)与所述粒子存储罐(2)连通，所述进气管(3)与所述集气箱(1)连通，所述出气管(4)与所述粒子存储罐(2)连通，所述粒子存储罐(2)适用于储存示踪粒子；所述集气箱(1)与所述粒子存储罐(2)之间设有气流调节装置(5)，所述气流调节装置(5)包括至少一块气流调节板(501)，所述气流调节板(501)上均布设有气流调节孔，所述气流调节装置(5)在包括多块所述气流调节板(501)的情况下，所有的所述气流调节板(501)相互平行且间隔设置。2.根据权利要求1所述的固体示踪粒子发生器，其特征在于，所述粒子存储罐(2)包括内径保持不变的恒径段和内径逐渐缩小的变径段，所述恒径段与所述变径段同轴设置，所述集气箱(1)与所述恒径段连通，所述出气管(4)设置于所述变径段的末端。3.根据权利要求2所述的固体示踪粒子发生器，其特征在于，所述粒子存储罐(2)包括粒子存储罐主体(201)和端盖(202)，所述变径段设置于所述端盖(202)。4.根据权利要求3所述的固体示踪粒子发生器，其特征在于，所述端盖(202)的下端设有第一法兰(203)，所述存储罐主体的上端设有第二法兰(204)，所述端盖(202)和所述存储罐主体通过所述第一法兰(203)和所述第二法兰(204)连接。5.根据权利要求1所述的固体示...

【专利技术属性】
技术研发人员：安强，魏为，薛鑫，高健庭，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：