一种水下超空泡高压水射流试验装置的制作方法

专利2026-08-06  17


本发明涉及水下射流试验领域;具体地,本发明涉及一种水下超空泡高压水射流试验装置。


背景技术:

1、目前,超空泡技术主要应用于鱼雷等海战武器中,在工业及民用方面尚未被广泛使用。超空泡技术能够有效降低水下鱼雷的阻力,对于鱼雷航行速度的提升有很大的帮助。目前海洋机械设备的清洗主要采用空化水射流清洗方式。由于超空泡高压水射流技术的形成机理和水下两相流演化规律尚不完全清晰,其尚未应用于该领域,并且该技术的进一步发展也受到了阻碍。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明提供了一种水下超空泡高压水射流试验装置,从而解决或者至少缓解了现有技术中存在的上述问题和其它方面的问题中的一个或多个。

2、为了实现前述目的,本发明提供了一种水下超空泡高压水射流试验装置,其中,所述试验装置包括:

3、试验舱,所述试验舱具有舱体,所述舱体的中空内部设置有试验区,所述试验区用于进行水下超空泡高压水射流试验,并且,在进行所述超空泡高压水射流试验时所述试验区位于水下,所述试验区设置有靶板和超空泡高压水射流喷头,所述靶板用以模拟待被水下超空泡高压水射流清洗的表面,所述超空泡高压水射流喷头用于向所述靶板的表面喷射超空泡高压水射流;以及

4、射流信息获取装置,所述射流信息获取装置分布在所述靶板的受喷射表面处,用于探测和输出所述超空泡高压水射流的射流信息。

5、在如前所述的试验装置中,可选地,所述靶板通过第一支架安装在所述舱体内,所述超空泡高压水射流喷头通过第二支架安装在所述舱体内,所述第一支架和所述第二支架中至少一个为可调支架,通过所述可调支架能够调节所述靶板和所述超空泡高压水射流喷头之间的距离以及所述靶板的受喷射表面和所述超空泡高压水射流之间的角度。

6、在如前所述的试验装置中,可选地,所述靶板通过所述第一支架安装于所述舱体,所述超空泡高压水射流喷头通过所述第二支架安装于所述靶板,并且所述第二支架为所述可调支架。

7、在如前所述的试验装置中,可选地,所述射流信息获取装置为埋设于所述靶板的受喷射表面的应力传感器阵列,用于探测和输出所述超空泡高压水射流的应力分布。

8、在如前所述的试验装置中,可选地,所述舱体内涂覆有防腐衬层,允许向所述舱体内充入盐水以模拟海水环境。

9、在如前所述的试验装置中,可选地,所述舱体的内侧壁固定有安装云台,通过所述安装云台在所述舱体内空间多角度地布置有水下高速摄像机和水下照明灯具,所述水下高速摄像机朝向所述试验区以用于拍摄水下超空泡高压水射流。

10、在如前所述的试验装置中,可选地,所述舱体的侧壁设置有观察窗,用以从所述舱体的外部观察所述试验区。

11、在如前所述的试验装置中,可选地,所述超空泡高压水射流喷头连接超空泡射流发生器,所述超空泡射流发生器位于所述试验舱的外部。

12、在如前所述的试验装置中,可选地,所述试验舱具有舱盖,所述舱盖将所述试验区密封在所述舱体的内部,并且所述试验装置设置有试验舱内部气压调节系统,所述试验舱内部气压调节系统包括通过所述舱盖的顶部的压缩空气源,所述压缩空气源能够向所述试验舱内充入压缩空气,在所述压缩空气源通向所述舱体内的管路中设置有调压阀以及压力表。

13、在如前所述的试验装置中,可选地,所述舱盖呈向上拱起的圆拱形,所述舱盖和所述舱体之间通过法兰连接,所述压缩空气从所述舱盖的拱顶进入所述试验舱。

14、本发明提供了一种水下超空泡高压水射流试验装置,其用于通过获取的射流信息对水下超空泡高压水射流技术进行研究,有助于总结超空泡包裹条件下高压水射流清垢的特点,能够支撑超空泡高压水射流技术理论的可行性验证。

15、在一些可选的技术方案中,本发明的水下超空泡高压水射流试验装置通过水下高速摄影揭示超空泡和高速水射流在水下的发生、发展、耗散的演化规律,同时,通过试验数据与超空泡高压水射流数值模型比对,完善空泡高压水射流两相流数值模型,形成可靠的超空泡高压水射理论演化模型。此外,该装置可研究超空泡高压水射流对钢制以及水泥基体的破坏效应,探究超空泡高压水射流的清洗机理。



技术特征:

1. 一种水下超空泡高压水射流试验装置,其特征在于,所述试验装置包括:

2.如权利要求1所述的试验装置,其特征在于,所述靶板(2)通过第一支架(5)安装在所述舱体(1)内,所述超空泡高压水射流喷头(3)通过第二支架(6)安装在所述舱体(1)内,所述第一支架(5)和所述第二支架(6)中至少一个为可调支架,通过所述可调支架能够调节所述靶板(2)和所述超空泡高压水射流喷头(3)之间的距离以及所述靶板(2)的受喷射表面和所述超空泡高压水射流之间的角度。

3.如权利要求2所述的试验装置,其特征在于,所述靶板(2)通过所述第一支架(5)安装于所述舱体(1),所述超空泡高压水射流喷头(3)通过所述第二支架(6)安装于所述靶板(2),并且所述第二支架(6)为所述可调支架。

4.如权利要求1所述的试验装置,其特征在于,所述射流信息获取装置(4)为埋设于所述靶板(2)的受喷射表面的应力传感器阵列,用于探测和输出所述超空泡高压水射流的应力分布。

5.如权利要求1所述的试验装置,其特征在于,所述舱体(1)内涂覆有防腐衬层,允许向所述舱体(1)内充入盐水以模拟海水环境。

6.如权利要求1所述的试验装置,其特征在于,所述舱体(1)的内侧壁固定有安装云台(7),通过所述安装云台(7)在所述舱体(1)内空间多角度地布置有水下高速摄像机(8)和水下照明灯具,所述水下高速摄像机(8)朝向所述试验区以用于拍摄水下超空泡高压水射流。

7.如权利要求1所述的试验装置,其特征在于,所述舱体(1)的侧壁设置有观察窗(9),用以从所述舱体(1)的外部观察所述试验区。

8.如权利要求1所述的试验装置,其特征在于,所述超空泡高压水射流喷头(3)连接超空泡射流发生器(10),所述超空泡射流发生器(10)位于所述试验舱的外部。

9.如权利要求1至8中任一项所述的试验装置,其特征在于,所述试验舱具有舱盖(11),所述舱盖(11)将所述试验区密封在所述舱体(1)的内部,并且所述试验装置设置有试验舱内部气压调节系统,所述试验舱内部气压调节系统包括通过所述舱盖(11)的顶部的压缩空气源(12),所述压缩空气源(12)能够向所述试验舱内充入压缩空气,在所述压缩空气源(12)通向所述舱体(1)内的管路中设置有调压阀(13)以及压力表(14)。

10.如权利要求9所述的试验装置,其特征在于,所述舱盖(11)呈向上拱起的圆拱形,所述舱盖(11)和所述舱体(1)之间通过法兰(15)连接,所述压缩空气从所述舱盖(11)的拱顶进入所述试验舱。


技术总结
本发明涉及一种水下超空泡高压水射流试验装置,包括:试验舱,其具有舱体,所述舱体的中空内部设置有试验区,所述试验区用于进行水下超空泡高压水射流试验,并且,在进行所述超空泡高压水射流试验时所述试验区位于水下,所述试验区设置有靶板和超空泡高压水射流喷头,所述靶板用以模拟待被水下超空泡高压水射流清洗的表面,所述超空泡高压水射流喷头用于向所述靶板的表面喷射超空泡高压水射流;以及射流信息获取装置,其分布在所述靶板的受喷射表面处,用于探测和输出所述超空泡高压水射流的射流信息。本发明有助于总结超空泡包裹条件下高压水射流清垢的特点,能够支撑超空泡高压水射流技术理论的可行性验证。

技术研发人员:郑东,陈宁,朱胜强,张彩霞,王占洋,唐书恒
受保护的技术使用者:中煤科工集团上海有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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