[发明专利]一种两相流振荡实验装置及实验方法

权利要求书

1.一种两相流振荡实验装置，其特征在于其包括工作台（1）、固定安装在工作台（1）上的驱动电机（2）、固定安装在驱动电机（2）传动轴上曲柄连杆（4）、与曲柄连杆（4）连接的柴油机组（5）、竖直安装在柴油机组（5）活塞顶部的连杆（6）、固定安装在连杆（6）顶部的测试平台（7）以及固定安装在测试平台（7）顶部的活塞油腔试验件（8）；在活塞油腔试验件（8）外侧设置高速摄相机（19）；

对所述活塞油腔试验件（8）做可视化观测实验和/或传热测量实验。

2.根据权利要求1所述的一种两相流振荡实验装置，其特征在于所述工作台（1）包括架体 （11）、安装在架体（11）底板上的若干个配重块（12）以及固定安装在架体（11）底部的减震脚（13）； 在所述架体 （11）的顶板上固定安装固定座（14），所述驱动电机（2）固定安装在固定座（14）上，所述柴油机组（5）固定安装在架体 （11）顶板的另一侧。

3.根据权利要求1或2所述的一种两相流振荡实验装置，其特征在于在所述工作台（1）外侧设置移动框架罩体（9），所述移动框架罩体（9）底部设置可拆卸横梁（10），移动框架罩体（9）的底部安装万向轮（16），所述活塞油腔试验件（8）设置在移动框架罩体（9）外部；在所述移动框架罩体（9）外侧设置封板（15），位于移动框架罩体（9）上部的封板（15）为透明板；

移动框架罩体（9）顶板设置使连杆（6）穿过的通孔（17）。

4.根据权利要求1所述的一种两相流振荡实验装置，其特征在于对活塞油腔试验件（8）做可视化观测实验和传热测量实验时，其顶板和底板为金属材质，侧板为透明板，在所述顶板和底板内壁上安装温度传感器。

5.根据权利要求1所述的一种两相流振荡实验装置，其特征在于对活塞油腔试验件（8）做可视化观测实验时，其顶板、底板和侧板均为透明板。

6.根据权利要求3所述的一种两相流振荡实验装置，其特征在于工作台（1）底部四角与移动框架罩体（9）底部内侧之间安装橡胶固定块（18）。

7.根据权利要求3所述的一种两相流振荡实验装置，其特征在于位于活塞油腔试验件（8）外侧在移动框架罩体（9）顶部设置防护罩（3）。

8.根据权利要求4或5所述的一种两相流振荡实验装置，其特征在于活塞油腔试验件（8）为立方体或柱体。

9.一种两相流振荡实验方法，其特征在于采用如下步骤：

步骤一、向活塞油腔试验件（8）内注入适当体积的机油，封闭后将其固定在测试平台（7）上；

步骤二、开启镝灯（20），照射活塞油腔试验件（8），调整镝灯（20）的位置，保证镝灯（20）的照射呈一定角度，使活塞油腔试验件（8）在高速摄像机（19）里的成像清晰、稳定且无阴影覆盖；

步骤三、利用温度加热装置在活塞油腔试验件（8）的顶面进行加热，当温度传感器的温度反馈信号反映顶面内侧的温度为100℃时，停止加热使活塞油腔试验件（8）冷却；

步骤四、启动驱动电机（2），通过曲柄连杆（4）使柴油机组（5）活塞带动顶部的连杆（6）和测试平台（7）上下运动，使活塞油腔试验件（8）进行往复振荡运动，启动高速摄像机（19）对活塞油腔试验件（8）空腔内气液两相流的运动状态和流动规律进行拍摄；

步骤五、当高速摄像机（19）拍摄到两相流的振荡运动进入周期性的稳定运动之后，通过控制柜触发启动温度传感器对活塞油腔试验件（8）内各测点温度信号进行采集，同时进行可视化观测，采集到的温度数据保存到计算机中进行后续的数据处理。

10.根据权利要求9所述的一种两相流振荡实验方法，其特征在于所述高速摄像机（19）的拍摄采集频率为每秒2000帧，像素为1024×1024。