本发明专利技术公开了一种用于PIV实验示踪粒子的保压投放装置，包括带有保压腔的罐体，罐体上设有进气孔和出气孔，所述进气孔至少有三个，各进气孔沿罐体周向均匀布置，各进气孔位于罐体下方，所述保压腔内壁上设有自进气孔处延伸出的导气管，各导气管的出气口沿罐体周向且朝同一方向设置；进气孔和出气孔处均设有阀门。本发明专利技术主要在常规PIV实验中应用，不仅操作简单，而且结构小巧，随制随用，可在A地点制备完毕后，通过手提方式携带至B地点储存或实验用，从而解决空压机体积太大造成实验场地的浪费，以及空压机工作时所产生的噪音污染等问题。本发明专利技术还涉及一种用于PIV实验示踪粒子的保压投放装置操作方法。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种用于PIV实验示踪粒子的保压投放装置，包括带有保压腔的罐体，罐体上设有进气孔和出气孔，所述进气孔至少有三个，各进气孔沿罐体周向均匀布置，各进气孔位于罐体下方，所述保压腔内壁上设有自进气孔处延伸出的导气管，各导气管的出气口沿罐体周向且朝同一方向设置；进气孔和出气孔处均设有阀门。本专利技术主要在常规PIV实验中应用，不仅操作简单，而且结构小巧，随制随用，可在A地点制备完毕后，通过手提方式携带至B地点储存或实验用，从而解决空压机体积太大造成实验场地的浪费，以及空压机工作时所产生的噪音污染等问题。本专利技术还涉及一种用于PIV实验示踪粒子的保压投放装置操作方法。【专利说明】用于Pl V实验示踪粒子的保压投放装置及方法
本专利技术涉及一种保压投放装置，尤其是一种用于Piv实验示踪粒子的保压投放装置。本专利技术还涉及一种保压投放装置操作方法，尤其是一种用于Piv实验示踪粒子的保压投放装置操作方法。
技术介绍
PIV (粒子图像测速)技术是20世纪80年代发展起来的一种新型流动测量及显示技术，在对流场不产生干扰的情况下，对流场的流动情形进行观测。其工作的原理是在需观测流场中加入示踪粒子，并跟踪流场运动，CCD (电荷耦合元件)相机记录该粒子在流场中某时刻的光学成像并传输到数据采集系统，然后对粒子图像进行分析处理就可以得到该时刻的流场运动参数，而PIV实验中实际测量的是示踪粒子的运动形态。主要通过对大量粒子图像的处理，从而得到该流场观测面的速度、涡量、流线、等速度线等反映该流场特征的各项参数，由此获得示踪粒子来反映流体的运动状态和现实现象。PIV实验能否成功的一个关键因素为粒子的浓度情况，特别对于高速的风洞实验，示踪粒子的选择和布撒直接或间接地影响着粒子浓度。其中，示踪粒子在流场中的布撒技术，在PIV实验中是极其重要的环节。示踪粒子在流场中的运行品质，直接影响PIV对被测流场客观实际描述的真实、准确、可靠程度。而示踪粒子在流场中的运行品质极大地依赖示踪粒子布撒的方式。对同一被测流场，由于采取不同的示踪粒子布撒方式，Piv实验则可能测出准度、精度均有相当差异的结果，由此对被测流场描述的细致程度也不相同。目前，在PIV实验中有两种常用的布撒示踪粒子方式:第一种方式是:通过被测模型内部的管路，在模型某些部位向被测区域均匀布撒示踪粒子。此种方式在复杂流动测量和边界层测量中有使用。第二种方式是:在全流场中均匀布撒示踪粒子，或者在局部流场中均匀布撒示踪粒子。这是当前PIV测速最常用的方式。此种方式可由风洞的稳定段向试验段的局部区域或者全流场均匀布撒示踪粒子。但由于布撒管路安置在稳定段，距离试验段较近，不可避免地对试验段流场有一定影响。需要采取一些措施，减少布撒管路对试验段流场的影响。在回流式风洞中，可以由风洞的扩散段向全流场均匀布撒示踪粒子。其布撒管路安置在扩散段，不会对试验段流场产生任何影响，形成较高品质的示踪粒子流，稳定均匀地跟随气流布满整个试验段，流过被测区域，但对CXD相机的局部流场拍摄有些影响。上述两种方式主要是针对低速风洞实验中投放示踪粒子时的操作，而一旦需要进行高速风洞实验时，高速气流进入被测流场后会导致被测流场内示踪粒子在短时间内被吹飞，从而无法使得被测流场内始终存在示踪粒子混合均匀的气流场，极大程度上影响着PIV实验的准度和精度。另外，在Piv实验过程中，CCD相机等设备安放完毕后，不能轻易移动，否则严重影响实验结果，而传统示踪粒子的投放用设备体积较大，不利于随制随用。因此，如何合理布撒不踪粒子，获得闻品质的流场图像称为PIV实验的关键。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种携带方便，可预混合、预保压，保证所投放示踪粒子浓度及混合充分均匀的保压投放装置。为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种携带方便，可预混合、预保压，保证所投放示踪粒子浓度及混合充分均匀的保压投放装置操作方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种用于PIV实验示踪粒子的保压投放装置，包括带有保压腔的罐体，罐体上设有进气孔和出气孔，所述进气孔至少有三个，各进气孔沿罐体周向均匀布置，各进气孔位于罐体下方；所述保压腔内壁上设有自进气孔处延伸出的导气管，各导气管的出气口沿罐体周向且朝同一方向设置；进气孔和出气孔处均设有阀门。为了保证罐体内的压力不会泄露，所以阀门包括有:进气单向阀，安装于进气孔处且气流方向朝向保压腔内；出气单向阀，安装于出气孔处且气流方向朝向罐体外。而且凭借进气单向阀和出气单向阀的设置，就算未及时关闭进气孔和出气孔，保压腔内的高压气体都不会泄露出来，从而保证该保压投放装置的安全、及操作的简易。为了能实时获得保压腔内的压力情况，所以在所述罐体上设有用于监测保压腔内部压力的气压表，从而在保压腔内部压力达到所需大小时，在第一时间结束对保压腔内充压。为了操作时的安全，避免因为疏忽导致罐体内压力超过极限，所以在所述罐体上设有用于控制保压腔内部压力的安全阀，而该安全阀的安全阀值可根据实际需要进行相应的调整。为了便于观察保压腔内示踪粒子的混合情况，所以在所述罐体上设有用于观察保压腔内部情况的观察窗。为了优化保压腔内示踪粒子能混合充分均匀，罐体和各导气管出气口吹出的气流角度有相应要求，所以所述导气管出气口的朝向与水平面呈O?60°夹角设置，导气管出气口的朝向与对应进气孔所在平面呈O?60°夹角设置。其中，对应进气孔指的是导气管所在的进气孔。通过各导气管出气口相互配合，及导气管出气口相对水平面的倾斜角，从而保证自导气管出气口吹出的各股气流能相互交叉，并在切入合并的过程中实现螺旋状的蜗流形态，进而随各股气流运动的示踪粒子得到充分均匀的混合。优选方案为，所述进气孔的数量为四个，导气管出气口的朝向与水平面呈30°夹角设置，导气管出气口的朝向与对应进气孔所在平面呈45°夹角设置。在该夹角的设置下，各股气流所能形成的蜗流更强，能更好地实现示踪粒子充分均匀混合。为了便于对罐体的清理，以及便于对罐体内添加示踪粒子，所述罐体由相互密封配合的罐本体和罐盖组成，所述进气孔位于罐本体上靠近底部的周壁处。为了保证向保压腔内添加示踪粒子时更加简便，所以在所述保压投放装置还包括有粒子投放座，该粒子投放座包括有:定位架，卡设于进气孔处；粒子安置台，架设于支撑架上，且供示踪粒子放置用；支撑架，用于将粒子安置台支撑在定位架上。只需将示踪粒子放置于粒子安置台上，并将粒子投放座安装于进气孔处，然后通过空压机从进气孔向保压腔内充气，由此可满足对示踪粒子进行混合的同时，实现对保压腔内进行冲压。另外，通过粒子投放座进行示踪粒子的投放，可以无需打开罐体，最大程度上保证了不必要的操作和杂质进入保压腔，影响示踪粒子的纯度；示踪粒子可从一开始就随着气流从进气孔处进入保压腔，不仅解决了示踪粒子进入的位置，而且解决了示踪粒子安放的位置。另外，粒子安置台的优选位置是进气孔的中央位置，并通过支撑架固定。当气流从进气孔进入时，示踪粒子将在进气孔中央位置扩散开来，从而保证自导气管出气口处吹出的气流中所携带的示踪粒子更加均匀，使得混合的效果更均匀和充分。为了保证粒子安置台上的示踪粒子能安放稳定，不会在安放过程中洒出来，所以所述粒子安置台为喇叭状，该粒子安置台本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于PIV实验示踪粒子的保压投放装置，包括带有保压腔的罐体，罐体上设有进气孔和出气孔，其特征是：所述进气孔至少有三个，各进气孔沿罐体周向均匀布置，各进气孔位于罐体下方；所述保压腔内壁上设有自进气孔处延伸出的导气管，各导气管的出气口沿罐体周向且朝同一方向设置；进气孔和出气孔处均设有阀门。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：金玉珍，李俊，韩涛，胡旭东，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：
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