[实用新型]一种用于压力脉动测量的脉冲式淹没冲击射流实验装置

说明书

本实用新型公开了一种用于压力脉动测量的脉冲式淹没冲击射流实验装置，包括角度盘、圆形铜管、方形水槽、壁面、蓄水池、磁力泵、流量计、闸阀、脉冲发生器、联接软管、计算机、数据采集系统及压力脉动传感器。通过角度盘与铜管调整冲击射流的冲击角度θ与冲击高度H；通过脉冲发生器形成不同频率的脉冲射流；压力脉动传感器组成一个脉动压力测量阵列，可以得到整个冲击区域的壁面压力脉动分布规律。本实用新型结构简单、设计合理，能够全面地研究雷诺数、冲击角度、冲击距离及脉冲周期对脉冲式淹没冲击射流冲击壁面的动态压力影响规律。

技术领域

本实用新型涉及到一种用于压力脉动测量的脉冲式淹没冲击射流实验装置，主要用于脉冲式淹没冲击射流冲击壁面的压力脉动测量。

背景技术

压力脉动是指压力作用于被作用对象上并不均匀，在某个部位有较集中或者较大的压力，且这种压力单次持续的时间不长，有可能呈现一定的周期性。由于现实中的流体基本都是非定常的，因此流体中的压力基本上都是脉动压力。

冲击射流是指自由射流对固体壁面或者液体壁面的冲击流动，在众多工程技术领域亦得到广泛的应用。在水利水电泄水工程中，高水头拱坝的孔口水流跌入水垫塘、泄洪洞或溢洪道等泄水建筑物的出口挑出的空中水舌冲击下游河道就是典型的冲击射流现象。冲击射流的动水冲击压力问题不仅是关系到航道疏浚工程中的排泥冲沙效率的核心问题，亦是历来高坝大流量泄洪消能研究的重点问题，国内外学者对连续射流的冲击压力问题进行了大量研究。然而，传统的冲击射流压力测量实验台具有以下特点：按照冲击角度（射流轴线与冲击壁面的夹角）的不同，冲击射流可以分为竖直冲击射流与斜向冲击射流，由于竖直冲击射流的实验装置及流动相对简单，大部分冲击射流压力测量实验台针对于竖直冲击射流；少部分斜向冲击射流PIV实验台，其冲击角度固定不变，无法进行不同冲击角度的冲击射流压力测量实验；由于测量压力脉动的传感器更为灵敏贵重，用于冲击射流的压力测量实验大部分局限于平均压力测量，少部分用于测量脉动压力的试验台只针对单个测点；过去冲击射流测量实验仅针对连续冲击射流，没有考虑到脉冲冲击射流的因素。董志勇的著作“冲击射流”（1997）、叶建友等人的论文“水射流冲击压力最佳喷距数值仿真及试验研究”（2014）所进行的淹没式冲击射流的压力测量实验具备上述3，4特点。

经检索，目前还没有关于脉冲式淹没冲击射流压力脉动测量实验的专利。

实用新型内容

为了研究脉冲式淹没冲击射流冲击壁面的动态压力分布，本实用新型提供了一种用于压力脉动测量的脉冲式淹没冲击射流实验装置，该实用新型可以全面地研究雷诺数、冲击角度、冲击距离及脉冲周期对冲击区壁面动态压力的影响规律。

本实用新型的目的是这样实现的，一种用于压力脉动测量的脉冲式淹没冲击射流实验装置, 其特征是：包括角度盘、圆形铜管、壁面、蓄水池、磁力泵、流量计、闸阀、脉冲发生器、水槽、联接软管、计算机、数据采集系统及压力脉动传感器；

所述角度盘固定于支撑架上；所述圆形铜管与角度盘可拆卸式固定，且圆形铜管在角度盘上角度可调节；

所述壁面设置于水槽内，蓄水池依次经磁力泵、流量计、闸阀、脉冲发生器、联接软管与圆形铜管贯通连接，圆形铜管一端与联接软管贯通，另一端置于水槽内的壁面上方；

所述压力脉动传感器镶在壁面下侧，压力脉动传感器的探头与壁面基本重合；压力脉动传感器经数据采集系统与计算机连接。

所述壁面为有机玻璃壁面。

所述水槽为钢化玻璃水槽，水槽为方形。

所述水槽设置于蓄水池的上方，水槽的侧壁上部设有溢水口，溢水口上设有下闸门，溢水口位于蓄水池的上方。