[发明专利]一种用于水下剪切流场电火花气泡研究的实验装置

说明书

本发明的目的在于提供一种用于水下剪切流场电火花气泡研究的实验装置，包括实验台、实验水箱、带传动机构、气泡发生装置，实验水箱位于实验台里，带传动机构位于实验水箱里，所述带传动机构包括带传动支座、电机，所述带传动支座包括相互连接的竖直部分和水平部分，竖直部分上固定电机基座、主动带轮基座、从动带轮基座，电机基座上安装电机，主动带轮基座上安装主动带轮，从动带轮基座上安装从动带轮，电机连接主动带轮，主动带轮与从动带轮之间通过皮带相连。本发明产生的剪切流场剪切力较现有装置的小，但是流场内雷诺数更小，产生的剪切流更稳定，且较好地满足了水下剪切流场电火花爆炸气泡研究的实验装置需求，因此更适合用于本方向的研究。

技术领域

本发明涉及的是一种实验装置，具体地说是水中生成剪切流场的实验装置。

背景技术

气泡广泛存在于纺织、能源、船舶、航天、化工等领域，并对各相关生产部门中产品的开发和使用有重要影响。因此研究不同流动方式下气泡的形变、上升速率、压力变化等运动特性有重要的现实意义。其中，研究气泡在剪切流中的运动特性是气泡运动相关研究的重要组成部分。

根据现有的研究，在水中生成剪切流场的装置主要有曲面丝网、特定形状的蜂窝、非均匀布置的圆棒等。其中曲面丝网能够产生稳定的剪切流场，运用这种方法生成剪切流是此领域相关研究常见的方法。曲面丝网法的基本原理是：当来流流体流经曲面丝网时，丝网将改变来流的流速大小和方向。垂直于网孔方向的流速大小不变，而不垂直于网孔方向的流速会产生变化。通过改变丝网形状和丝网结构来改变剪切流。此方法主要用于常压气泡实验，由水泵从实验水箱上部注水，需设置多个整流装置对水流进行整流，才能获得较稳定的实验区域。实验区域在水箱壁面嵌入气泡发生器，由针头注入常压气泡。来流通过水箱底部回流液路流出。但在进行电火花气泡研究的实验时，气泡的产生依赖于气泡发生装置末端细铜丝短接放电，每次放电后都需要取出气泡发生器重新对铜丝进行焊接，而电火花气泡的气泡发生器放入曲面丝网法实验装置后很难取出；同时电火花气泡实验时容易出现放电铜丝脱落，细小的铜丝很难被滤网过滤，其随水流进入液压系统会大大增加实验装置故障概率；并且整套设备体积较大，不适合在普通实验室架设，故此装置不适合用于电火花气泡研究的实验。因此，急需一种简易的，可多次重复使用且操作简单，可以在普通实验室进行研究的剪切流场中电火花气泡研究的实验装置。

发明内容

本发明的目的在于提供能较好地满足了水下剪切流场电火花爆炸气泡研究实验装置需求的一种用于水下剪切流场电火花气泡研究的实验装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种用于水下剪切流场电火花气泡研究的实验装置，其特征是：包括实验台、实验水箱、带传动机构、气泡发生装置，实验水箱位于实验台里，带传动机构位于实验水箱里，所述带传动机构包括带传动支座、电机，所述带传动支座包括相互连接的竖直部分和水平部分，竖直部分上固定电机基座、主动带轮基座、从动带轮基座，电机基座上安装电机，主动带轮基座上安装主动带轮，从动带轮基座上安装从动带轮，电机连接主动带轮，主动带轮与从动带轮之间通过皮带相连，所述气泡发生装置包括放电支架，放电支架连接第一绝缘接线柱和第二绝缘接线柱，第一绝缘接线柱固定有第一放电针，第二绝缘接线柱固定有第二放电针，第一放电针和第二放电针互相接触。

本发明还可以包括：

1、实验水箱上方设置三自由度滑台，放电支架连接三自由度滑台。

2、带传动支座的水平部分中间部分挖空，实验水箱上方设置摄像机，水平部分挖空部分下方设置光源。

3、放电支架在三自由度滑台的带动下，使得第一放电针和第二放电针的接触点位于摄像机正下方，并位于皮带内侧。