[发明专利]一种管道凹坑空蚀试验装置

说明书

本发明涉及一种管道凹坑空蚀实验装置，包括由透明材质制成的实验管,实验管两端分别通过第一变径管和第二变径管接入液体循环机构，实验管两端分别与第一变径管和第二变径管直径较小的端部连接，所述实验管内设孔板，孔板的通孔的孔面上开设有凹坑，本发明的实验装置能够研究空化气泡在凹坑处的发展和溃灭情况。

技术领域

本发明涉及试验设备技术领域，具体涉及一种管道凹坑空蚀试验装置。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

空化(Cavitation)是液体在特定条件下发生的一种特有的物理现象，它是因为液体中局部压力低于相应温度时饱和蒸气压而出现的空泡产生、发展和溃灭的过程，是液体从液相变为气相的过程，这个现象通常在管道内径发生变化，从而导致流体速度增大压力降低时较容易出现。而空泡在溃灭时将在空泡周围产生瞬时高压、高温，形成比较强烈的冲击波和高速微射流此过程会释放出巨大能量，可以剥蚀固体表面，甚至可以打断分子链。当液体中的压力产生突变时，液体中形成的气泡崩溃而产生高温(4000～6000K)、高压(50MPa以上)等作用，并能形成强烈的冲击波和高速的微射流，射流的速度通常可以到达100米每秒以上。在这个过程中，可以产生高温度以及高压变化率。

管道因为空化气泡的空蚀导致受损破裂乃至爆管事故很有可能是从一个小区域的空蚀使管壁减薄开始不断累积的，尤其是我国很多城市乡镇的自来水管道以及运行时间较长的石油运输管道已经逐步老化，管道内壁的破损在所难免，事实上国内每年水管和原油管道突然爆管事故时有发生，造成大量财力人力的浪费，所以研究带空化气泡的流体流经小凹坑时气泡的发生发展以及溃灭规律就十分具有现实意义。

发明人发现，目前已有的实验大多只关注孔板或者文丘里管本身的空化效应，或者对单个气泡的发展溃灭理论进行研究，并没有对如小凹坑这种管道缺陷与空泡空蚀相结合进行研究，所以如何真实的实验模拟气泡在凹坑处的发展溃灭规律是完善管道安全评价的一个重要问题。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种管道凹坑空蚀实验装置，实现了研究各种工况下空化泡在凹坑处的发展溃灭情况，从而为后续空化致管道破裂打好理论基础。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明的实施例提供了一种管道凹坑空蚀实验装置，包括由透明材质制成的实验管,实验管两端分别通过第一变径管和第二变径管接入液体循环机构，实验管两端分别与第一变径管和第二变径管直径较小的端部连接，所述实验管内设孔板，孔板的通孔的孔面上开设有凹坑。

可选的，所述凹坑设置在通孔上部位置的孔面上。

可选的，所述第一变径管和第二变径管的两端均设置有法兰盘，第一变径管的两端通过法兰盘与实验管及液体循环机构的管路连接，第二变径管两端通过法兰盘与实验管及液体循环机构的管路连接。

可选的，所述第一变径管上安装有第一压力检测件及第一动态压力检测件，所述第二变径管上安装有第二压力检测件及第二动态压力检测件。

可选的，还包括图像采集元件，用于设置在实验管的一侧。

可选的，所述液体循环机构的管路上设置有流量调节元件和流量监测元件。

可选的，所述液体循环机构包括液体箱，所述液体箱的出口通过管路与液泵的进口连接，液泵的出口通过管路与第一变径管直径较大的端部连接，所述液体箱的进口通过管路与第二变径管直径较大的端部连接。

可选的，所述液体箱与液泵之间的管路上还安装有过滤元件。

可选的，所述液体循环机构的管路上还安装有温度检测元件。

可选的，所述液体循环机构的管路上还安装有截止阀。

本发明的有益效果：