【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及船舶与海洋工程，尤其是一种排放液体的装置以及水下自航模冷却水排放试验方法。
技术介绍
1、水下航行器在航行过程中不断排放高于海洋环境温度的热水(即冷却水)，由于其温度高、密度低而具有一定的向上浮升动力，在一定的潜深和一定的航速下有可能浮升到海面形成热尾迹。特别是对于核动力水下航行器，大量温热循环水的排放会使周围海域内温度升高，使尾流区域呈现出大范围“热尾流”的特征，长时间内不易消除。
2、目前，红外探测系统的最低温度分辨率可以达到0.001℃。利用目标热尾迹和海洋背景的温差，可以探测获取、判断和识别水下航行器的位置，速度和方向，可以实现水下航行器的红外探测。因此，水下航行器的热尾迹也严重影响了其水下的隐蔽性能。
3、由此可见，从红外特征探测与隐身的角度来研究水下航行体冷却水排放浮升扩散问题是很有必要的，而试验研究是其中不可或缺的重要手段，其中水下航行器或其模型冷却水精确排放是保证试验质量的基础条件。
4、实际试验中，在室内实验室采用拖曳模型开展冷却水排放实验，则往往在拖车上布置加热的水容器及热水排放装置，水下模型内仅需安装排放管路及出口，但对于开阔水域(湖/海)自航模试验而言，水下自航模空间受到极大限制，上述冷却水排放方式则不可用。
5、另外，采用水泵抽吸冷却水并排放的方式，其对流量的控制精度相对较差，无法实现水下航行器模型冷却水的精准排放。
技术实现思路
1、本申请人针对上述现有试验技术中的缺点，提供一种排放液体的装置
2、本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种排放液体的装置，包括活塞筒，所述活塞筒呈封闭式柱形筒状，所述活塞筒的一端安装第一驱动机构，所述活塞筒的另一端安装第二驱动机构，所述第一驱动机构的第一传动部伸入活塞筒内部并安装有第一活塞，所述第二驱动机构的第二传动部伸入活塞筒内部并安装有第二活塞；
4、所述第一活塞和第二活塞从第一驱动机构到第二驱动机构方向依次将所述活塞筒的内部空间分割为相对独立的平衡腔、第一储液腔和第二储液腔，所述平衡腔与外界连通；
5、活塞筒侧壁设置有第一单向进口，所述第一单向进口用于将所述第一储液腔单向连通储液容器，活塞筒侧壁设置有第一单向出口，所述第一单向出口用于将所述第一储液腔单向连通排放管路；
6、活塞筒侧壁设置有第二单向进口，所述第二单向进口用于将所述第二储液腔单向连通储液容器，活塞筒侧壁设置有第二单向出口，所述第二单向出口用于将所述第二储液腔单向连通排放管路；
7、第一活塞和第二活塞相对运动，相对运动包括相趋近或相远离，将储液容器中的液体引入活塞筒，并以恒定的排放流量q排入排放管路。
8、作为上述技术方案的进一步改进：
9、第一活塞和第二活塞的运动方向以朝向第一驱动机构运动为负，以朝向第二驱动机构运动为正；
10、第二活塞正向加速和正向减速运动过程中，第一活塞和第二活塞运动方向相同且均为正向，第一单向出口和第二单向出口同时排放液体，且流量之和为排放流量q；
11、第二活塞负向减速和负向加速运动过程中，第一活塞运动方向为正，第二活塞运动方向为负，仅第一单向出口排放液体且流量等于排放流量q。
12、所述平衡腔、第一储液腔和第二储液腔的横截面尺寸相同且同心，截面面积为a，第一活塞和第二活塞相对运动时的等效速度v＝q/a；
13、第一活塞和第二活塞的运动方向以朝向第一驱动机构运动为负，以朝向第二驱动机构运动为正；
14、t时刻第一活塞速度的绝对值为v1(t)，
15、t时刻第二活塞速度的绝对值为v2(t)；
16、满足排放流量q恒定包括以下情况：
17、v1(t)＝0，第二活塞的运动方向为正或为负，且v2(t)＝v；
18、v2(t)＝0，第一活塞运动方向为正，且v1(t)＝v；
19、当第一活塞运动方向为正，第二活塞的运动方向为负时，v1(t)+v2(t)＝v；
20、当第一活塞和第二活塞的运动方向均为正时，v1(t)＞v2(t)，v1(t)＝v；
21、当第一活塞和第二活塞的运动方向均为正时，v1(t)＜v2(t)，v2(t)＝v；
22、当第一活塞的运动方向为负，第二活塞的运动方向为正时，v2(t)＝v。
23、所述第一驱动机构包括第一电机，所述第一电机的输出端连接所述第一传动部，所述第一传动部为与所述第一活塞传动连接的丝杆，所述第一活塞与活塞筒内壁配合，用于保持所述第一活塞和活塞筒内壁的密封及第一活塞的周向限位；
24、所述第二驱动机构包括第二电机，所述第二电机的输出端连接所述第二传动部，所述第二传动部为与所述第二活塞传动连接的丝杆，所述第二活塞与活塞筒内壁配合，用于保持所述第二活塞和活塞筒内壁的密封及第二活塞的周向限位。
25、所述第一单向进口、第二单向进口、第一单向出口和第二单向出口处均安装单向阀。
26、一种水下自航模冷却水排放的试验方法，所述自航模内安装有排放液体的装置，所述自航模的长度方向与所述活塞筒轴向一致，自航模内安装储液容器，自航模尾部安装有排放管路，第一单向进口和第二单向进口单向连通储液容器，第一单向出口和第二单向出口单向连通排放管路；所述储液容器中储存用于模拟冷却水的热水，所述装置用于排放所述热水，排放方法包括以下步骤：
27、s1：在储液容器内注入热水后，将自航模下潜至设定潜深；
28、s2：自航模航行过程中启动所述装置，排放管路排放热水；
29、s3：以恒定排放流量排放热水过程中对自航模周围水域的温度场、流场及空中红外特征同时测量；
30、s4：停止排放热水，自航模减速、上浮，自航模减速、上浮过程中对自航模周围水域的温度场、流场及空中红外特征同时测量一段时间后停止采集。
31、作为上述技术方案的进一步改进：
32、所述储液容器为可变形材质制成。
33、所述平衡腔、第一储液腔和第二储液腔的横截面尺寸相同且同心，以恒定排放流量排放热水过程中，包括以下步骤：
34、s31：第二活塞以第二活塞的最大工作速度匀速朝向第一驱动机构运动，第一活塞静止；
35、s32：第二活塞减速至速度为零后反向加速，同时第一活塞朝向第二驱动机构运动，所述第一活塞和第二活塞相趋近，直至所述第一活塞和第二活塞的速度均等于第二活塞的最大工作速度；
36、s33：第二活塞以第二活塞的最大工作速度匀速朝向第二驱动机构运动运动时，第一活塞和第二活塞相远离，第一活塞和第二活塞相远离过程中，第一活塞需要朝向第一驱动机构运动且距离为返回行程后停止，然后第一活塞朝向第二驱动机构加速并再次与第本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种排放液体的装置，其特征在于：包括活塞筒(3)，所述活塞筒(3)呈封闭式柱形筒状，所述活塞筒(3)的一端安装第一驱动机构(4)，所述活塞筒(3)的另一端安装第二驱动机构(5)，所述第一驱动机构(4)的第一传动部(41)伸入活塞筒(3)内部并安装有第一活塞(1)，所述第二驱动机构(5)的第二传动部(51)伸入活塞筒(3)内部并安装有第二活塞(2)；
2.如权利要求1所述的排放液体的装置，其特征在于：
3.如权利要求1所述的排放液体的装置，其特征在于：所述平衡腔(6)、第一储液腔(7)和第二储液腔(8)的横截面尺寸相同且同心，截面面积为A，第一活塞(1)和第二活塞(2)相对运动时的等效速度V＝Q/A；
4.如权利要求1所述的排放液体的装置，其特征在于：
5.如权利要求1所述的排放液体的装置，其特征在于：所述第一单向进口(71)、第二单向进口(81)、第一单向出口(72)和第二单向出口(82)处均安装单向阀。
6.一种水下自航模冷却水排放的试验方法，其特征在于：所述自航模内安装有如权利要求1所述的排放液体的装置，所述自航
7.如权利要求6所述的试验方法，其特征在于：所述储液容器(10)为可变形材质制成。
8.如权利要求6所述的试验方法，其特征在于：
9.如权利要求8所述的试验方法，其特征在于：
10.如权利要求8所述的试验方法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种排放液体的装置，其特征在于：包括活塞筒(3)，所述活塞筒(3)呈封闭式柱形筒状，所述活塞筒(3)的一端安装第一驱动机构(4)，所述活塞筒(3)的另一端安装第二驱动机构(5)，所述第一驱动机构(4)的第一传动部(41)伸入活塞筒(3)内部并安装有第一活塞(1)，所述第二驱动机构(5)的第二传动部(51)伸入活塞筒(3)内部并安装有第二活塞(2)；
2.如权利要求1所述的排放液体的装置，其特征在于：
3.如权利要求1所述的排放液体的装置，其特征在于：所述平衡腔(6)、第一储液腔(7)和第二储液腔(8)的横截面尺寸相同且同心，截面面积为a，第一活塞(1)和第二活塞(2)相对运动时的等效速度v＝q/a；
4.如权利要求1所述的排放液体的装置，其特征在于：
5.如权利要求1所述的排放液体的装置，其特征在于：所述第一单向进口(71)、第二单向进口...
【专利技术属性】
技术研发人员：张军，樊晓冰，高德宝，周根水，苏博越，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心，
类型：发明
国别省市：
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