[实用新型]一种文氏管空化流动可视化实验装置

说明书

一种文氏管空化流动可视化实验装置，涉及文氏管空化流动的可视化实验技术领域；包括文氏管、入口法兰和出口法兰；其中，文氏管为中空圆柱结构；入口法兰固定安装在文氏管轴向入口端的外壁；出口法兰固定安装在文氏管轴向出口端的外壁；文氏管内部沿轴向的通孔包括入口收缩锥形孔和出口扩张锥形孔；入口收缩锥形孔和出口扩张锥形孔的小径端相对连通；入口收缩锥形孔的大径端指向文氏管的入口端；出口扩张锥形孔的大径端指向文氏管的出口端；本实用新型既能直观地拍摄到火箭发动机文氏管空化流动的形态，还能测量空化区的脉动压力。

技术领域

本实用新型涉及一种文氏管空化流动的可视化实验技术领域，特别是一种文氏管空化流动可视化实验装置。

背景技术

某型液体火箭发动机输送系统中存在大流量的文氏管，文氏管在空化的条件下具有复杂的动态特性，在过饱和的空化状态下还可能存在自激振荡特征，对下游供应系统和推力室可能带来脉动干扰。文氏管的流量越大，产生的压力脉动对下游的影响越大。由于目前对火箭发动机复杂供应系统中文氏管的非定常空化流动了解较少，目前并没有对文氏管空化流动的状态进行观察的装置的相关设计。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种文氏管空化流动可视化实验装置，既能直观地拍摄到火箭发动机文氏管空化流动的形态，还能测量空化区的脉动压力。

本实用新型的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种文氏管空化流动可视化实验装置，包括文氏管、入口法兰和出口法兰；其中，文氏管为中空圆柱结构；入口法兰固定安装在文氏管轴向入口端的外壁；出口法兰固定安装在文氏管轴向出口端的外壁。

在上述的一种文氏管空化流动可视化实验装置，所述的文氏管内部沿轴向的通孔包括入口收缩锥形孔和出口扩张锥形孔；入口收缩锥形孔和出口扩张锥形孔的小径端相对连通；入口收缩锥形孔的大径端指向文氏管的入口端；出口扩张锥形孔的大径端指向文氏管的出口端。

在上述的一种文氏管空化流动可视化实验装置，所述入口收缩锥形孔的锥角为60°；出口扩张锥形孔的锥角为8°。

在上述的一种文氏管空化流动可视化实验装置，所述文氏管的外壁直径r1为80mm；入口收缩锥形孔与出口扩张锥形孔的交界处点为文氏管的喉部；文氏管喉部的内壁直径r2为37mm。

在上述的一种文氏管空化流动可视化实验装置，文氏管的侧壁上设置有第一传感器安装孔和第二传感器安装孔；实现外部高频脉动压力传感器的安装。

在上述的一种文氏管空化流动可视化实验装置，第一传感器安装孔的中心与文氏管喉部的距离为8mm；第二传感器安装孔的中心与文氏管喉部的距离为68mm。

在上述的一种文氏管空化流动可视化实验装置，第一传感器安装孔的轴向与出口扩张锥形孔的母线垂直；第二传感器安装孔的轴向与出口扩张锥形孔的母线垂直。

在上述的一种文氏管空化流动可视化实验装置，其特征在于：所述文氏管的外壁涂覆煤油。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

(1)本实用新型可以同步获得文氏管空化区的高速摄影图像和动态空化过程中的脉动压力数据，便于充分掌握文氏管空化流动的动态特性；

(2)本实用新型在文氏管外表面涂覆不易蒸发、浸润性强的煤油，减小硬质、脆性有机玻璃的抛光加工难度，可以提高高速摄影图像清晰度，空化流动细节的捕获更加准确。

附图说明

图1为本实用新型实验装置剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述：