[发明专利]一种非定常流射流反推力的测试装置

说明书

本发明涉及一种非定常流射流反推力的测试装置，涉及工程流体力学技术领域。本发明以非定常射流为研究对象，提供了一种非定常流射流反推力的测试装置，通过压力容器内无源高压气体推动高压水从喷嘴喷出，构建高压水非定常射流的流态环境，通过施加模拟负载并对压力容器内气压、水压以及射流反推力的实时检测，能够获得不同负载工况下非定常流射流反推力、气/液压力的动态演变化过程和技术参数，解决了非定常射流反推的试验难题，整个测试装置结构组成简单，测试过程容易实现。

技术领域

本发明涉及工程流体力学技术领域，具体涉及一种非定常流射流反推力的测试装置。

背景技术

当液体流动时，如果液体中任意一点的压力、速度和密度都不随时间而变化，则称液体流动为定常流动；反之，只要压力、速度和密度中有一个参数随时间变化，则液体的流动被称为非定常流动。当高压水通过喷嘴高速喷出时，在喷嘴处形成高速、高能、高穿透力的水束，即高压水射流束，目前高压水射流在工业清洗、机械切割、材料表面处理等领域已广泛获得应用。然而，目前对高压水射流的研究和应用多是以高压水定常射流流动为前提条件，即假设高压水经过喷嘴喷射时，认为任意一点处水的压力、速度和密度都是不随时间变化的，也就是说认为高压水射流是定常的，这与实际的高压水射流流态有一定差距，因为当高压动力源向喷嘴泵送高压水时，不可避免地存在流量脉动、节流压损和热胀冷缩等问题，即实际上高压水射流的流态通常是非定常的。截至目前，国内外众多学者对理想的定场流状态的水射流理论和试验研究较多，理论和技术发展也较为成熟，但是对于非定常水射流的理论研究较少，更鲜有相关试验研究的报道，这是因为非定常射流试验的难度较大，试验装置的研制也较为复杂，造成目前对非定常射流机理及能量损失的研究还不够深入。

有鉴于此，需要以非定常射流为研究对象，创建一种非定常流射流反推力的测试装置，为后续非定常射流的试验验证和工程应用提供支撑和参考。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何以非定常射流为研究对象，创建一种非定常流射流反推力的测试装置。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种非定常流射流反推力的测试装置，该装置以非定常射流为研究对象设计，用于输出高压水非定常流射流反推过程的技术参数。

优选地，所述装置包括螺柱1、导轨2、平板车3、滚轮4、传感器支座5、力传感器6、三脚架7、地脚螺栓8、触碰块9、充气阀10、气体管嘴11、气压传感器12、压力容器13、抱箍14、梯形架15、负载重块16、橡胶皮囊17、菌型阀18、紧固螺母19、液体管嘴20、阀块22、注水螺塞23、喷嘴24、第一O型橡胶圈25、高压大流量的电磁开关阀27、第二O型橡胶圈28、水压传感器29、控制器30和工控机31，其中：

所述导轨2通过螺柱1固定在地面上；平板车3放置在导轨2上，并能够通过滚轮4沿导轨2前后运动；三脚架7位于导轨2的一端并通过地脚螺栓8固定在地面上，三脚架7中靠近导轨2的立面上安装凸起的触碰块9，平板车3靠近三脚架7的一端安装传感器支座5，传感器支座5上安装力传感器6，力传感器6的测力面与触碰块9位置对应；

所述压力容器13通过抱箍14固定在平板车3上，压力容器13的内部安装有用于隔离水腔和气腔的橡胶皮囊17；压力容器13的两端开口，其中靠近三脚架7一端的开口上安装气体管嘴11，气体管嘴11上安装有气压传感器12和充气阀10；压力容器13另外一端的开口上安装液体管嘴20，液体管嘴20通过紧固螺母19与压力容器13紧固，液体管嘴20靠近压力容器13的一端的内部安装菌型阀18，液体管嘴20的另外一端安装阀块22且通过第二O型橡胶圈28与阀块22密封，阀块22上安装注水螺塞23和高压大流量的电磁开关阀27，阀块22上还安装有喷嘴24且通过第一O型橡胶圈25与喷嘴24密封，压力容器13的壁面靠近液体管嘴20的一端安装水压传感器29；