[发明专利]流激涡放频率实验装置

说明书

本发明提供一种流激涡放频率实验装置，包括流激试验管道、蜂窝器、轴流泵电机5、流速测速仪、水密盖板、注水口、排气口、水密活塞和设置在试件上的压力计、振动加速度计，流激试验管道分非试验区管道和试验区管道，非试验区管道上方设置有注水口和排气口，试验区管道的一个面上设置有方形孔，可拆卸水密盖板安装在所述方形孔上，流速测速仪设置在试验区管道的上壁面的前端，轴流泵电机设置在流激试验管道外部，轴流泵电机的输出端连接有水密轴管，水密轴管的端部伸入至非实验区管道内且安装有轴流泵桨叶，蜂窝器设置在轴流泵桨叶与突缩段之间的非实验区管道上。本发明可测得试件的流激涡放频率，且低成本、适用范围广、结构简单、操作方便等。

技术领域

本发明涉及一种流激涡放频率实验装置，属于构件振动参数测量领域。

背景技术

当流体以一定速率与构件接触时，流体前缘受构件阻碍产生高压区，高压区将沿构件两侧向下延伸，到达截面宽度最大处分离，流体分离后沿结构表面发生回流现象。回流使原流体边界层脱离构件表面，形成向下游延伸的自由剪切层和夹在两个剪切层之间的尾流区。由于剪切层与外围自由流区接触，速度会大于内部尾流区，流体将先产生若干具有一定周期性的漩涡而后分散.当漩涡脱离构件时，它对构件产生的升力相应减小，直至消失，而对侧继续产生下一个漩涡，并生成与刚才升力方向相反的力，每对漩涡构成一组垂直于来流方向的周期力，周而复始作用于构件上，引发构件的振动，这种振动称为涡激振动，此时漩涡引起的振动频率称为流激涡放频率。

当涡激振动涡放频率与构件固有频率接近甚至相同时，将使构件发生共振现象，引起构件的剧烈振动，对构件产生破坏甚至影响整体结构的正常工作。因此，得到构件在某一工作条件下的流激涡放频率就很重要，在设计阶段就使构件的固有频率尽可能远离其流激涡放频率。然而当构件尺寸较大或实验条件难以满足时，采取模拟实际情况下的涡激振动试验就会存在高成本、浪费资源等缺点，这时采取低成本的缩尺比水洞涡激振动试验就显得很重要，不仅能降低成本，而且还有试验装置操作简单、方便等特点。

通过对现有技术的文献检索发现，近年来，关于流激涡放频率实验装置相类似的专利鲜有发表，与本发明申请有关的公开资料主要包括：1、低速风洞洞体设计(《机床与液压2008年5月》)；2、横置于拖曳水池中柔性管件模型的涡激振动试验装置(专利号公开号CN101089578 2007年12月)；3、一种海底管道均匀流涡激振动模拟试验装置(专利号公开号CN202033164U 2011年11月)。

文献1应用流体仿真软件对设计的低速风洞流场品质进行了验证，总结出了低速直流风洞洞体设计方面一些主要参数的选取依据，并且在这些依据的基础上设计了一低速直流风洞，最后利用仿真软件Fluent对该风洞的流场品质进行了验证，与本专利差异巨大。专利1和2均属于大型拖曳水池中管件涡激振动实验装置，在原理、装置结构及应用范围等方面与本专利都存在较大差异。

根据以上查新结果分析，已公开发表的文献和专利与本发明均有较大差异。本专利对流激涡放频率简易试验装置的测量原理和使用方法进行了详细介绍，为构件流激涡放频率的测量提供了一种有效的解决方案。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种流激涡放频率实验装置，用于测量试件受流体扰动而产生的涡放频率。

本发明的目的是这样实现的：包括流激试验管道、蜂窝器、轴流泵电机、流速测速仪、可拆卸水密盖板，截面形状是圆弧形的非实验区管道的两个端部分别通过突缩段和突扩段与截面形状是方形的试验区管道的两端过度连接，且流激试验管道是由非试验区管道和试验区管道组成的方形结构，非试验区管道上方设置有注水口和排气口，所述试验区管道的一个面上设置有方形孔，可拆卸水密盖板安装在所述方形孔上，流速测速仪设置在试验区管道的上壁面的前端，试件安装在试验区管道内，且试件上设置有压力机和振动加速度计，轴流泵电机设置在流激试验管道外部，轴流泵电机的输出端连接有水密轴管，水密轴管的端部伸入至非实验区管道内，且水密轴管的端部安装有轴流泵桨叶，所述蜂窝器设置在轴流泵桨叶与突缩段之间的非实验区管道上。