[发明专利]低温环境下高速诱导轮空化机理的集成式试验装置

说明书

本发明公开了低温环境下高速诱导轮空化机理的集成式试验装置，包括集成式基板、储液器及试验器，集成式基板上安装有恒温箱及集成控制器，恒温箱内安装储液器，储液器通过送液管连接试验器，试验器由集成控制器控制，送液管置于恒温箱内；恒温箱通过集成控制器控制恒温；本发明将试验装置集成于基板上，使得各部件整齐划一的布置，方便操控；而且本发明增设了恒温箱，恒温箱以自动化方式来保持箱体内稳定恒定；将待测液体调至试验要求的低温并恒定的送入到试验器中，待测液体的输送过程在恒温箱内进行，避免了输送过程中待测液体的温度发生变化，从而提高测试结果的精度与可靠性，为低温空化流动提供理论基础。

技术领域

本发明属于诱导轮空化机理研究领域，具体涉及了低温环境下高速诱导轮空化机理的集成式试验装置。

背景技术

液体火箭发动机离心泵的高转速发展趋势以及低温介质的输送，使得其进口处特别容易发生空化，加装诱导轮是改善其空化最有效的途径。目前，诱导轮空化不稳定性问题是液体火箭发动机急需解决的难题之一，研究其叶顶泄漏涡空化机理是解决该问题的基础研究。

空化是指液体运动中物体受空化冲击后，表面会出现的变形和材料剥蚀现象，又称剥蚀或气蚀。空化过程中，空泡急速产生、扩张和溃灭，在液体中形成激波或高速微射流。金属材料受到冲击后，表面晶体结构被扭曲，出现化学不稳定性，使邻近晶粒具有不同的电势，从而加速电化学腐蚀过程。剥蚀区域材料的机械性能显著恶化，导致空蚀量剧增。在有关工程设计中，须预先进行模型试验，采取措施，尽量避免发生空蚀。

开展针对性的诱导轮低温空化试验，根据试验结果提出改进措施与方案，从而减弱空化作用；目前绝大多数诱导轮实验装置对于低温控制出处理较难实现，在实验过程中液体的温度往往高于所需的低温温度，导致试验结果产生偏差。

发明内容

本发明的目的在于提供低温环境下高速诱导轮空化机理的集成式试验装置，针对现有技术中的缺陷，将试验装置集成于基板上，使得各部件整齐划一的布置，方便操控；而且本发明增设了恒温箱，恒温箱以自动化方式来保持箱体内稳定恒定；将待测液体调至试验要求的低温并恒定的送入到试验器中，待测液体的输送过程在恒温箱内进行，避免了输送过程中待测液体的温度发生变化，从而提高测试结果的精度与可靠性，为低温空化流动提供理论基础。

为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

低温环境下高速诱导轮空化机理的集成式试验装置，包括集成式基板、储液器及试验器，储液器连接试验器，其特征在于：集成式基板上安装有恒温箱及集成控制器，恒温箱内安装储液器，储液器通过送液管连接试验器，试验器由集成控制器控制，送液管置于恒温箱内，送液管上连接有第一水泵，第一水泵由集成控制器控制；恒温箱通过集成控制器控制恒温；送液管与试验器之间连接有检测导管，检测导管上设有流速传感器与第一温度传感器，流速传感器与第一温度传感器电性连接集成控制器。

进一步，恒温箱的表面设有控制面板，控制面板与集成控制器连接，控制面板的表面设有显示屏、第一水泵开关与试验开关。本发明设置控制面板来操控试验部件，从而完成诱导轮空化试验，操控方便。显示屏用于显示各个传感器的检测数据，方便操作人员根据检测数据做出对应性的操作。

进一步，恒温箱内安装有第二温度传感器、冷却器与加热器，集成控制器包括有温控模块与设定模块，第二温度传感器连接温控模块，温控模块控制冷却器与加热器，设定模块设定温度；控制面板上设有恒温开关与温度设定键，恒温开关控制恒温箱工作，温度设定键与设定模块连接。第二温度传感器、冷却器、加热器、温度控模块与设定模块以自动化方式来维持恒温箱温度恒定，其工作原理为：设定模块预先设置试验所需低温范围，第二温度传感器实时监测恒温箱内的问题，在温度高于所述低温范围时，温控模块启动冷却器，对恒温箱进行降温，直至降温到所述低温范围；反之启动加热器，升温至所述低温范围。随后冷却器开启较低的功率，对恒温箱进行保温，使其维持在所述的低温范围。通过恒温箱的恒温功能实现对液体的调温与保温，使其在所述低温范围内参与空化试验，从而提高测试结果的精度与可靠性，为低温空化流动提供理论基础。