[发明专利]一种电解微气泡稳定性观测试验装置

说明书

一种电解微气泡稳定性观测试验装置，涉及水下航行体主动式减阻技术领域，包括微气泡稳定性观测平台、电子流量计、无级调速水泵，所述微气泡稳定性观测平台内部沿流体运动方向依次设有梯形扩压段、消能孔板、蜂窝整流网、筛网、微纳凹坑电解观测试片、弹簧探针、碳棒，微气泡稳定性观测平台前端通过通水管道与电子流量计和无级调速水泵相连接，弹簧探针通过电源导线连接电源负极，碳棒连接电源正极。通过梯形扩压段、消能孔板、蜂窝整流网、筛网的稳流、消能、垂直方向整流、水平方向整流多重效果的复合作用，使得动态水流达到稳定的状态，有利于微气泡的稳定驻留及在微尺度下观测微纳凹坑中微气泡生长历程、驻留清况。

技术领域

本发明涉及水下航行体主动式减阻技术领域，尤其是涉及一种电解微气泡稳定性观测试验装置。

背景技术

近年来，水下反潜反舰作战航行武器的推进速度、机动性能、打击精度的提升成为我国主导制海权的关键，水下作战武器(如鱼雷)隐蔽性强、杀伤力大，同时还拥有精确的制导能力，由于其攻击范围是吃水线以下，一但击中目标，就能有效摧毁敌舰战斗力。为了能够有效的打击目标，水下作战武器的航速必须达到目标速度的1.5倍且航速越快打击破坏力越强，否则对敌舰不能造成足够的伤害，甚至无法击中目标。而水下航航行体所受阻力约为空中飞行器的1000多倍，目前采用常规的增大推力或优化航行器线性已经难以实现阻力的明显降低。

仿生沟槽表面和微气泡形成的气垫对于流动减阻具有极大的潜在应用价值，使得微气泡减阻技术成为水下减阻领域的研究热点之一。当前，针对微气泡形成、驻留控制、微气泡减阻机理的研究均存在较大的技术瓶颈有待突破。在流动的水中，多尺度复杂的流动环境使得观测微气泡在微纳凹坑中的生长历程、稳定驻留及驻留情况变得极为困难，目前，尚无应用型微气泡动态显微观测装置，能够使得微气泡的低速水流中稳定驻留及在微尺度下实时观测微气泡在微纳凹坑中的生长历程，驻留情况，为深入研究微气泡驻留稳定性、微气泡减阻机理提供一定的试验基础，以期实现水下航行体所受水下阻力的大幅降低。

发明内容

本发明的目的在于克服微气泡减阻技术中存在的驻留微气泡难以稳定驻留以及能够在微尺度下清晰观测微气泡生长历程、驻留情况的关键问题，提供基于梯形扩压段、消能孔板、蜂窝整流网、筛网的稳流、消能、垂直方向整流、水平方向整流的多重复合作用，使得动态水流达到稳定的状态，以此提高微气泡的驻留稳定性，易于观测微气泡的生长行为，实现微气泡减阻的一种电解微气泡稳定性观测试验装置。

本发明包括微气泡稳定性观测平台、电子流量计、无级调速水泵直流电源，所述微气泡稳定性观测平台内部沿流体运动方向依次设有梯形扩压段、消能孔板、蜂窝整流网、筛网、微纳凹坑电解观测试片、弹簧探针、碳棒，微气泡稳定性观测平台前端通过通水管道与电子流量计和无级调速水泵相连接，弹簧探针通过电源导线连接直流电源负极，碳棒连接电源正极。

所述微气泡稳定性观测平台可采用有机玻璃材质。

所述微气泡稳定性观测平台前端采用梯形扩压段，两底边长度可为10～30mm、60～80mm，高可为45～65mm。

所述消能孔板厚度为2～4mm，蜂窝整流网厚度可为13～26mm，筛网厚度可为2～4mm。

所述消能孔板与蜂窝整流网的间隔可为40～60mm，蜂窝整流网与筛网的间隔可为30～50mm。

所述筛网与电解观测试片的间距大于50mm。

所述微纳凹坑电解观测试片的厚度可为10～15mm。

所述弹簧探针与碳棒的间隔可为40～80mm。

所述碳棒长度可为6mm，宽度可为6mm；

所述微气泡稳定性观测平台的水流速度可为0～2m/s；

所述微气泡稳定性观测平台中部铺可设有一层直径为2mm的防水圈。