【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种纯水阀空化测试实验系统及方法，属于流体传动及传热。
技术介绍
1、空化是工程机械、海洋装备等领域中常见的损伤形式，其中以纯水介质元件的空化较为严重，严重限制了纯水介质工程装备的发展和应用。阀类元件的空化损伤受溃灭能量释放等因素影响显著，而空化溃灭能量释放伴随着动力学与热力学过程。但目前，尚无针对纯水阀空化放热的实验系统，无法评价其抗空化放热性能，严重影响可靠性。因此，本专利技术设计了一种纯水阀空化测试实验系统及方法。
2、现有技术cn109115481a公开一种多功能阀门水力特性及空化性能试验装置，包括：供水段、试验段和回水段；并列多线阀门试验工作段；属于阀门试验领域。本专利技术的有益效果在于多泵驱动设计，其初生空化现象也不会同时产生，但边界条件差别很小，初生空化现象的出现的时间也非常接近，需要将待试验的阀门同时安装在试验段，在初生空化发生的瞬间进行直观对比才能发现哪个阀门的抗空化性能更优。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足之处，提供一种纯水阀空化测试实验系统及方法，其结构简单，使用方便，测试效果好，具有广泛的实用性。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供一种纯水阀空化测试实验系统，包括被测的纯水阀以及设置在纯水阀旁的视频收集系统，视频收集系统包括设置在纯水阀处的led光源和高速摄像机，高速摄像机通过线路连接有计算机；
3、纯水阀为可以手动调节的锥形阀结构，纯水阀设有入口a和出口b，纯水阀包括透明材料制成的壳体，壳体内设有水
4、在柱状结构的进水通道两侧在壳体上平行开有两条分别作为测压口a、测温口a的通孔，在水阀腔体的两侧平行开有两条分别作为测压口b、测温口b的通孔，其中测压口a与测压口b同侧且通道平行，测温口a和测温口b同侧且通道平行；在测压口a和测压口b内分别设有用以测量阀芯前后压力值的高频响压力传感器，高频响能够适应空化溃灭的压力变化；在测温口a和测温口b内分别设有热电偶，用于测量空化溃灭温度导致的局部升温；
5、纯水阀的入口a通过节流阀a通过液压泵与油箱管路连接，其中液压泵的出口与节流阀a的入口之间设有防止油液倒流的单向阀，液压泵与单向阀之间设有压力表，并通过管路连接有先导式溢流阀，先导式溢流阀的远程遥控口通过管路与两位两通阀的进油口连接，其中先导式溢流阀和两位两通阀均与油箱连接；纯水阀的出口b通过节流阀b与油箱连接，通过节流阀a和节流阀b调节纯水阀的前压力和背压；纯水阀的入口a处，测压口a和测压口b上均连接有流量计，测压口a和测压口b均连接有高频响压力传感器，流量计、高频响压力传感器和热电偶均通过导线与计算机连接。
6、进一步，纯水阀的阀体为透明材质构成，锥形阀阀芯为不锈钢构成；锥形阀阀芯连接的调节手轮延伸至壳体外侧，通过调节手轮控制锥形阀阀芯的开口量。
7、一种纯水阀空化测试实验系统的试验方法，其步骤如下：
8、设定溢流阀的压力阈值，然后根据需要测试纯水阀的前压力和被压设定节流阀a和节流阀b的开口量；
9、通过调节手轮调节纯水阀的锥形阀阀芯开口量；
10、打开led光源和高速摄像机，调整高速摄像机能够清晰收集纯水阀内的影像；
11、开启液压泵处于空载状态；
12、两位两通阀中的电磁铁通电，两位两通阀的右位工作，从而使溢流阀关闭，液压泵出口开始建立压力；
13、继续调节节流阀a和节流阀b的开口，并通过流量计实时观测，从而使纯水阀达到预设压力及流量；
14、继续调节手轮调节纯水阀的阀芯开口量，通过高速摄像机观测来确定，使空化状态达到最强，通过计算机和高频响压力传感器与热电偶进行信号采集，即可获取纯水阀在产生空化状态中其前后压力以及温度的变化数据。
15、进一步，将收集到的纯水阀在产生空化状态中前后压力信号生成频域曲线，结合高速摄像机获取的视频信息分析压力振动频率与空化之间的关系；将热电偶(13反馈的热信号生成时域曲线，结合高速摄像机获取的视频信息分析放热与空化之间的关系；最后结合上述两方面分析出放热与压力振动之间的规律。
16、有益效果：该装置结构简单，易于操作，能满足对纯水阀空化动力学与热力学实验的测试要求。
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1.一种纯水阀空化测试实验系统，其特征在于：包括被测的纯水阀(10)以及设置在纯水阀(10)旁的视频收集系统，视频收集系统包括设置在纯水阀(10)处的LED光源(9)和高速摄像机(11)，高速摄像机(11)通过线路连接有计算机(15)；
2.根据权利要求1所述一种纯水阀空化测试实验系统，其特征在于：纯水阀(10)的阀体为透明材质构成，锥形阀阀芯为不锈钢构成；锥形阀阀芯连接的调节手轮延伸至壳体外侧，通过调节手轮控制锥形阀阀芯的开口量。
3.一种使用权利要求1所述纯水阀空化测试实验系统的试验方法，其特征在于步骤如下：
4.根据权利要求3所述的试验方法，其特征在于：将收集到的纯水阀(10)在产生空化状态中前后压力信号生成频域曲线，结合高速摄像机(11)获取的视频信息分析压力振动频率与空化之间的关系；将热电偶(13反馈的热信号生成时域曲线，结合高速摄像机(11)获取的视频信息分析放热与空化之间的关系；最后结合上述两方面分析出放热与压力振动之间的规律。
【技术特征摘要】
1.一种纯水阀空化测试实验系统，其特征在于：包括被测的纯水阀(10)以及设置在纯水阀(10)旁的视频收集系统，视频收集系统包括设置在纯水阀(10)处的led光源(9)和高速摄像机(11)，高速摄像机(11)通过线路连接有计算机(15)；
2.根据权利要求1所述一种纯水阀空化测试实验系统，其特征在于：纯水阀(10)的阀体为透明材质构成，锥形阀阀芯为不锈钢构成；锥形阀阀芯连接的调节手轮延伸至壳体外侧，通过调节手轮控制锥形阀阀芯的开口量...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘磊，满家祥，王啸，苗龙，张磊，于萍，
申请(专利权)人：徐州工程学院，
类型：发明
国别省市：
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