[发明专利]一种多功能两端开口压力振荡管测试平台

说明书

一种多功能两端开口压力振荡管测试平台，属于高、低压气体压力交换和冷热分离技术领域。该测试平台提供了一种兼顾管间影响、流场可测、管径管长可调、管型可变及可用于实际气体研究的多功能两端开口压力振荡管测试平台。它的主体由壳体、中心转轴、空腔转盘和两端开口压力振荡管四部分组成。可以够满足不同管径、管长、管型以及多管要求下的流场测试需要，为相关机理研究提供准确的数据，为优化相关结构、提高气波机性能提供依据，降低研究成本、缩短研究周期；可用于以天然气为介质的实验研究，为设计和优化用于天然气开采、集输的气波机提供更加精准的实验数据。此平台结构简单、操作简便，既可用于实验研究，也可用于小型制冷及增压场合。

技术领域

本发明涉及一种多功能两端开口压力振荡管测试平台，属于高、低压气体压力交换和冷热分离技术领域。

背景技术

气波技术是一种利用压力振荡管内的波系运动实现高低压气体之间的能量交换，从而达到制冷、增压或是引射的目的。经过几十年的发展，气波技术已经从最初的静止式气波制冷机，历经旋转式气波制冷机，发展到了目前的压力交换式气波机。该气波机的工作核心是两端开口压力振荡管，由一簇压力振荡管环向排列组成的转毂是气波机的转动部件，气波机喷嘴为静止部件。工作时，由于转毂的旋转，高压气体通过喷嘴周期性地射入两端开口压力振荡管中，在管中产生包括激波、压缩波和膨胀波在内的波系运动，完成能量转换。

随着对气波机的研究更加深入，需要对其内部机理展开更加全面的研究，实现进一步提高气波机工作性能的目的。因此需要对管内的波系运动、温度变化、冷凝液滴的分布等众多流场参数进行详细测量和分析，然而现有的气波机由于转毂为转动部件，很难对压力振荡管内的流场进行测量。专利“一种单管式气波制冷器及其制冷方法”（CN1818510A）首次提出了关于旋转式气波制冷机的单管实验平台，但是其核心部件是一端开口一端封闭的压力振荡管，该管型与两端开口压力振荡管工作过程完全不同，无法实现对两端开口压力振荡管流场中重要内容的测量。专利“一种基于相对运动的简化内燃波转子实验装置”（CN104458269A）是对两端开口管静止、喷嘴转动形式的一种尝试，但该专利未考虑相邻振荡管之间的影响，不能实现管长等几何尺寸的变化，导致其结构很难满足气波机深入研究的需要。

另外，两端开口压力振荡管的管型、管径以及管长等因素对气波机性能影响较大，以往的实验平台需要加工整套不同型号的气波机转毂进行测试，费用高昂，研究周期漫长。其次，气波机在天然气工业中有着广泛的应用，然而不论是上述专利设备还是文献中现有的整机实验平台，均不能对天然气工况进行测试，使得实际气体工况下装置性能仍依赖于理论推算，设计适用于天然气介质的试验测试装置具有较好的现实意义。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种多功能两端开口压力振荡管测试平台，该测试平台应考虑流场可测、管径管长可调、管型可变、可用于实际气体研究的多功能两端开口压力振荡管的测试。