[发明专利]一种淹没射流测试箱及测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及水射流测试装置，具体涉及一种淹没射流测试箱，适用于通过光学观测仪器测试淹没状态下的射流结构，通过3DPIV测试淹没条件下喷嘴出口射流等速核，测试不同参数喷嘴的射流结构，测试淹磨料射流中磨料颗粒的加速机理与分布情况以及淹没条件下冲蚀物料实验。 

背景技术

高压水射流技术作为一种高效的切割、破碎和清洗技术目前已被广泛地应用于采矿、化工、航天、交通等十几个行业，尤其在石油工业中的应用带来了巨大的经济和社会效益。水射流在实际工程中的应用都是在淹没条件下完成的，然而目前对水射流结构的研究大多还停留在非淹没条件下，测试结果与工程实际存在较大差异。结合其它测试仪器很难记录淹没磨料射流中磨料颗粒的加速机理。少部分在淹没条件下对射流结构的研究同样存在无法采用非接触式方法的问题。另外，目前对于淹没条件下的射流结构测试实验没有一个合适的测试装置。 

发明内容

本发明的目的是提供一种淹没射流测试箱及测试方法，用于提供淹没环境，且能够与多种测试仪器配合完成不同条件下的淹没射流测试。 

本发明的技术方案如下： 

一种淹没射流测试箱，其包括箱体，在箱体的顶盖和前后壁上设置有玻璃视窗，在箱体的一侧壁上装有用于安装喷嘴的射流进水口，在箱体的另一侧侧壁上安装有用于夹持物料的夹持器，夹持器一端深入箱体内部，另一端与进给装置配合连接，可以前后伸缩，进给装置安装在箱体外壁；在箱体顶部设置有压力表接口和放气口，在箱体的侧壁上部还安装有液流阀口，侧壁下部还安装有泄流口。

上述淹没射流测试箱可以提供一个方便仪器和人工观察的淹没射流测试环境；在箱体上设置的安装喷嘴的射流进水口，可以模拟接近工程实际的淹没射流，实现对淹没条件下的射流结构的测试；所述夹持器可以在做物料冲蚀试验中夹持物料；所述夹持器和进给装置配合使用，可以改变冲蚀试验中冲蚀物料的靶距。 

进一步，射流进水口设置有三个，在箱体的同一侧壁上呈直角三角形分布，其中两个射流进水口位于同一水平面上，第三个射流进水口位于其中一个射流进口的正上方。这样三个不同位置的射流进水口可以使流体从不同进口进入测试箱，获得不同视角的射流影像，方便从不同位置观测射流结构。如流体从射流进口进入测试箱，可以拍摄更加清晰的射流结构；射流流体从射流进水口进入测试箱，可以更加容易地拍摄流体结构；射流流体从射流进口进入测试箱，可以作为常规观测。 

另外，所述玻璃视窗通过螺栓与箱体的侧壁或顶盖连接，四周用钢板压边，玻璃视窗与箱体之间还设有高压密封垫圈。这样可以保证玻璃视窗与箱体连接的可靠性，并保证整个箱体能有效的承受高压。 

所述玻璃视窗采用均质平面钢化玻璃，这即有利于拆卸更换喷嘴，又能有效地避免由于光线折射与反射对观测产生不利影响。 

可见，本发明解决了传统射流结构测试大多存在不能兼顾淹没条件和非接触条件的问题。淹没条件与非淹没条件下的射流结构存在较大差异，而接触式相对于非接触式测试对射流结构存在一定影响，不能真实反映射流结构。本发明不仅能够提供一种淹没条件下的射流，而且同时可以采用非接触式方法测试射流结构，能够更加真实的反映射流的原始结构。同时，结合其他测试仪器，本发明既能用于测试淹没条件下不同喷嘴的射流结构，优化喷嘴；又能测试淹没磨料射流中磨料颗粒的加速机理。另外，本发明还能够用于测试淹没条件下冲蚀物料的实验，并且借助影像设备记录微观条件下射流流体或者磨料颗粒与物料接触瞬间的变化情况。 

本发明的有益效果：能够提供一种淹没射流环境，同时对射流结构进行非接触式测试；淹没条件下，高速相机可以更加完整的拍摄记录射流出口处的等速核；结构简单，可以在淹没条件下直接更换喷嘴，操作方便；在测试淹没磨料射流过程中，能够更好的记录磨料颗粒的运动轨迹，同时防止磨料颗粒飞出射流边界更加安全；具有多种测试功能，与其他射流测试装置相比，不仅能够测试淹没条件下射流的流场结构，同时可以多次重复利用，节约实验经费。 

附图说明

图1是本发明的正视图； 

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明的左视图；

图4是本发明的A—A剖面图。

具体实施方式

参见图1、图2、图3和图4，本测试箱包括箱体14、玻璃视窗4、5、6、射流进水口1、2、3、夹持器10、进给装置12、压力表接口8、放气口9、液流阀口11和泄流口13等。