[发明专利]一种空蚀磨蚀实验装置

说明书

本发明公开了一种空蚀磨蚀实验装置，在线混合器的喉管处对称装有掺气管和掺沙管，掺气管上装有调节阀门Ⅰ和流量计Ⅰ，掺沙管上装有调节阀门Ⅱ和流量计Ⅱ，在线混合器的后端依次连接有直管道Ⅰ和可视化空化发生实验段，可视化空化发生实验段通过直管道Ⅱ与气沙分离器连通，所述含沙水箱与气沙分离器的排沙口相连，搅拌装置设置在含沙水箱上，含沙水箱底端与在线混合器的掺沙管连通。本发明结构简单，易于拆装，在实验过程中不仅容易观察试件表面的空蚀磨蚀情况，方便控制掺沙、掺气量，料浆混合均匀，而且实验结果准确，同时空间占用率小，加工成本低廉。

技术领域

本发明涉及一种实验装置，具体是一种空蚀磨蚀实验装置。

背景技术

空蚀是流体在高速流动和压力变化条件下，与流体接触的金属表面上发生洞穴状腐蚀破坏的现象。空蚀会使金属材料发生破坏，影响部件的正常工作。磨蚀是材料在腐蚀和磨耗的综合作用下所产生的破坏现象，当流体中含有固体粒子时磨蚀更为严重。当流体机械中同时存在空蚀与磨蚀时，空蚀与磨蚀联合作用将大大加速金属部件的腐蚀，降低其寿命。空蚀破坏会使零件表面凹凸不平，而磨蚀沙粒的存在会削去蚀坑突起部分，磨蚀产生的沟槽等形貌更易产生空蚀，空蚀与磨蚀相互促进。因此，对于空蚀与磨蚀的研究对正确指导选材和进行耐磨蚀工艺的研究具有重要意义。

常见的空蚀磨蚀实验装置主要有三种，旋转式、喷射式、管流式。旋转式实验装置，设备简单廉价，但在低转速高浓度工作时，料浆浓度不均匀，且掺沙难度大、掺沙量不容易控制；喷射式实验装置的试验周期短，浆体速度易控制，但铺展效应导致的实际冲角误差大，实验中掺的沙或气体不能与液体均匀混合，影响实验结果；管流式实验装置能较好地模拟管道冲蚀的实际工况,方便控制掺沙与掺气量,实验结果准确,但该装置占据空间大。

发明内容

本发明的目的是提供一种空蚀磨蚀实验装置，本装置结构简单，易于拆装，在实验过程中不仅容易观察试件表面的空蚀磨蚀情况，方便控制掺沙、掺气量，料浆混合均匀，而且使用该装置试验周期短，实验结果准确，同时空间占用率小，加工成本低廉。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种空蚀磨蚀实验装置，包括在线混合器、可视化空化发生实验段、气沙分离器、含沙水箱和搅拌装置，在线混合器的喉管处对称装有掺气管和掺沙管，掺气管上装有调节阀门Ⅰ和流量计Ⅰ，掺沙管上装有调节阀门Ⅱ和流量计Ⅱ，在线混合器的后端依次连通直管道Ⅰ和整流格栅，整流格栅与可视化空化发生实验段连接，可视化空化发生实验段连接有流量计Ⅲ，可视化空化发生实验段的后端通过直管道Ⅱ与气沙分离器的进水管连通，所述含沙水箱与气沙分离器的排沙口相连，搅拌装置设置在含沙水箱上，含沙水箱底端与在线混合器的掺沙管连通。

所述在线混合器为插入式在线混合器，包括射流嘴、吸入室、混合管和扩散管，所述掺气管的入口与掺沙管的入口上下对称的设置在在线混合器喉管的中部，所述喉管前端为流体进入口，喉管中部纵向设置射流嘴和吸入室，所述射流嘴插到吸入室中，所述掺气管的入口、掺沙管的入口、射流嘴均与吸入室的后部贯通，所述吸入室后端依次连通圆柱状的混合管和一端小一端大的扩散管，所述混合管与扩散管的小端口连通，所述扩散管与直管道Ⅰ连通。

所述气沙分离器设有溢流管和排水口，进水管设在气沙分离器上部，溢流管设在气沙分离器顶端；气沙分离器内部设有上大下小的锥形内芯，下部为锥形储砂罐，底部设有排沙口；排水口设置在锥形内芯上端口下方的气沙分离器侧壁上。

进一步，所述可视化空化发生实验段包括主体、法兰盘和密封盖板，主体是一个由四块板焊接形成的横截面为方形的流体通道，前后板有与流体通道等高的观察窗口，下板上设有扰流物，扰流物用螺钉固定，所述观察窗口上扣置有机玻璃块，有机玻璃块为T形结构，所述T形结构与观察窗口形状、大小相匹配，长螺栓将密封盖板与有机玻璃块固定在主体上，所述有机玻璃块与可视化空化发生实验段的主体之间设置有垫片。

进一步，所述搅拌装置设置在含沙水箱的顶部，所述搅拌装置设置有搅拌叶轮。