[发明专利]一种基于折射率补偿的流场可视化测量实验装置

权利要求书

1.一种基于折射率补偿的流场可视化测量的实验装置，其特征在于，包括主回路系统、第一冷却回路系统、第二冷却回路系统和旁通支路，

所述旁通支路被设置为将所述主回路系统分成第一部分和第二部分，所述第一冷却回路系统位于所述第一部分，所述第二冷却回路系统位于所述第二部分，

所述第一部分包括液体箱、常规离心主泵和主换热器，所述液体箱设置在所述常规离心主泵和所述主换热器之间，所述第一冷却回路系统也包括所述主换热器，所述第一冷却回路系统被设置为通过所述主换热器带走所述常规离心主泵对流体做功产生的热量，从而对所述主回路系统进行控温，

所述第二部分包括电磁流量计和试验段，所述第二冷却回路系统设置在所述电磁流量计和所述试验段之间，所述第二冷却回路系统被设置为调控所述试验段的流体温度，

所述旁通支路被设置为调节通过所述试验段的流量；

所述旁通支路包括过滤器和脱氧机，所述过滤器与所述脱氧机并行设置；

所述第一冷却回路系统还包括冷却水箱、冷却泵、第一阀门、空气冷却塔，所述空气冷却塔的一端与所述主换热器连接，所述空气冷却塔的另一端与所述冷却水箱连接，在所述冷却水箱与所述主换热器之间还设置有所述冷却泵和所述第一阀门；

所述第二冷却回路系统包括制冷机、第二阀门和辅换热器，所述辅换热器的一端与所述第二阀门连通，所述辅换热器的另一端与所述制冷机相连通；

所述实验装置的工作介质为工业级碘化钠粉末配置的碘化钠水溶液，所述实验装置被设置为使用工业级有机玻璃进行折射率补偿。

2.如权利要求1所述一种基于折射率补偿的流场可视化测量的实验装置，其特征在于，所述主回路系统和所述第一冷却回路系统、所述第二冷却回路系统的所有过流部分材料被设置为使用塑料材料；所述第一阀门和所述第二阀门被设置为使用氯化聚氯乙烯材料；所述液体箱、所述常规离心主泵、所述电磁流量计、所述主换热器和所述辅换热器被设置为使用内衬氟塑料的不锈钢材料。

3.如权利要求2所述一种基于折射率补偿的流场可视化测量的实验装置，其特征在于，所述主回路系统的第二部分还包括压力表和热电偶，所述热电偶的一端与所述试验段相连通，所述热电偶的另一端与所述压力表相连通，所述压力表被设置为使用氟塑料衬层将碘化钠水溶液和金属膜片隔离，所述热电偶被设置为使用CPVC衬层将碘化钠水溶液和热电偶探头隔离。

4.一种基于折射率补偿的流场可视化测量的方法，其特征在于，所述方法是基于如权利要求3所述一种基于折射率补偿的流场可视化测量的实验装置，具体包括如下步骤：

1)除去所述实验装置中的氧气；

2)打开常规离心主泵，碘化钠水溶液经由液体箱驱动进入旁通支路、试验段、主换热器和辅换热器，再次回到所述液体箱；

3) 通过调节阀调节通过所述试验段的碘化钠水溶液的流量，通过所述电磁流量计检测通过所述试验段的碘化钠水溶液的体积流量；

4) 开启第一冷却回路系统，使冷却水通过所述主换热器带走所述常规离心主泵对流体做功产生的热量，调节所述第一阀门控制所述主回路系统的温度；

5) 待温度趋于稳定后，开启第二冷却回路系统，使制冷机产生的冷却水通过所述辅换热器带走主回路系统的残余热量，控制通过所述试验段的碘化钠水溶液的温度。

5.如权利要求4所述一种基于折射率补偿的流场可视化测量的方法，其特征在于，步骤1）为在所述实验装置首次注入碘化钠水溶液之前，向所述实验装置中缓慢注入氮气，赶走实验装置中的空气，随后配制碘化钠水溶液，向所述液体箱中注入碘化钠水溶液，继而向所述液体箱中注入氮气，保证实验装置中的压力高于外界环境大气压力，防止外界空气进入实验装置，随即启动脱氧机，将所述实验装置中的残余氧气除去。

6.如权利要求5所述一种基于折射率补偿的流场可视化测量的方法，其特征在于，所述试验段通过的所述碘化钠水溶液的温度控制在23.9℃-24.1℃范围，所述碘化钠水溶液的折射率变化限制在2.25×10^-5。