[实用新型]一种收敛-发散型层流状态空化测试装置

说明书

一种收敛‑发散型层流状态空化测试装置，属于空化试验技术领域。其特征在于：包括空化室（5），在空化室（5）内设有空化腔，实验介质自进液口（17）进入空化室（5）流经空化腔后自出液口（15）输出，空化腔包括实验介质依次流经的进液直线段（27）、由宽而窄的收敛段（26）、由窄而宽的发散段（24）以及出液直线段（21）；在空化室（5）的外部还设有与进液口（17）和出液口（15）连接的循环管路，转轴（8）自转后驱动实验介质在循环管路与空化室（5）的空化腔内形成循环。在本收敛‑发散型层流状态空化测试装置中，在转轴的驱动下，实验介质流经收敛段和发散段时发生空化现象，结构更为简单且可靠性更高。

技术领域

一种收敛-发散型层流状态空化测试装置，属于空化试验技术领域。

背景技术

空化是指液体内局部压力降低时，液体内部或液固交界面上蒸气或气体的空穴（空泡）的形成、发展和溃灭的过程。空化是很多工业领域常见的一种现象，比如，当流体流经阀门、弯头、孔板时，泵或螺旋桨中心处。空化可导致水力机械设备性能下降，引起振动、噪声和空蚀破坏等，但空化现象释放的能量也可以加以利用，以实现对化学、物理等过程的强化，达到增效、节能、降耗等效果，因此空化是很多领域重点研究的对象，所以空化实验装置是产生空化，以满足空话研究的重要设备。

相关资料指出，目前空化试验装置按照是否包含运动部件可以分为两类，一类是固定式，固定式空化设备按照空化发生的机理又分为两种机械结构：（1）基于伯努利原理和基于节流原理：空化室呈现出渐缩-渐扩形式，在喉部处流道最窄，流速最快，压力最小，产生空化，典型代表为文丘里管式，如申请号为201710574828.1、201710576033.4的实用新型专利；（2）基于节流原理的是指空化室内部安装有节流部件，流体流经节流部件之后产生较大的能量损失，压力降低，典型代表如孔板式，如申请号为201710575452.6的实用新型专利。

固定式的空化试验装置具有无运动部件、可靠性高的特点，但是受其原理的限制，通过时需要较高的流体流速，导致流体处于强湍流状态，阻力损失较大，需要的流体输送机械具有较大的扬程。

另一类是旋转式，旋转式空化试验装置是指在空化室中轴旋转带动轴上叶片旋转，流体被甩向四周，在叶片中心处形成低压区，产生空化，较为典型的代表如类似于泵或螺旋桨式，如申请号为201710173513.6。这种旋转式的空化试验装置需要的转速较高，且空化室内流动复杂，处于强湍流状态，给空化研究带来一定不便。

综上所述，现有的空化试验装置受其原理限制均处于强湍流状态，首先，在很多场合如滑动轴承，止推轴承、机械密封等小间隙流场中，流态一般处于层流状态，所以上述空化试验装置不能进行有效的试验。其次，湍流本身的复杂性无疑为的空化机理雪上加霜。最后，强烈的湍流状态导致空化大量产生，引起空蚀，严重缩短了试验设备寿命。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种在转轴的驱动下，实验介质流经收敛段和发散段时发生空化现象，结构更为简单且可靠性更高的收敛-发散型层流状态空化测试装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该收敛-发散型层流状态空化测试装置，其特征在于：包括空化室，在空化室内设有空化腔，实验介质自进液口进入空化室流经空化腔后自出液口输出，空化腔包括实验介质依次流经的进液直线段、由宽而窄的收敛段、由窄而宽的发散段以及出液直线段；设置有穿过空化腔的转轴，转轴自转后驱动实验介质流动；

空化室内设置有弧顶相背设置的内弧板和外弧板，转轴自内弧板和外弧板之间穿过，转轴与弧形板配合在转轴两侧分别间隔形成收敛段和发散段。

优选的，所述的空化室包括通透的空化室本体，在空化室本体两侧开口处各设置有一块盖板，盖板与空化室本体两侧的开口密封设置。

密封设置有一块盖板，空化室本体与两侧块盖板配合形成所述的空化腔。