[发明专利]一种厚度、温度可控的撞壁液膜标定装置

说明书

本发明公开了一种厚度、温度可控的撞壁液膜标定装置，涉及撞壁液膜标定技术领域，包括G字夹、压块、基板和撞壁标定系统平台；所述基板位于所述压块和撞壁标定系统平台之间，所述G字夹被配置为夹紧所述压块和所述撞壁标定系统平台。所述基板中心设有一定深度的凹坑，所述凹坑用于容纳溶液；所述凹坑为渐变形状，使得溶液表面的液膜厚度连续线性变化。本发明采用凹坑+压块的方式取代传统的垫片+压块，可以生成恒定厚度或厚度线性变化的液膜，且液膜温度可控，实现对液膜厚度和温度的可视化定量标定，大幅提高液膜激光测温测厚的精确度，同时在基板和压块中加工了凹槽以放置耐腐蚀密封圈，使标定系统密闭，提高系统稳定性。

技术领域

本发明涉及撞壁液膜标定领域，尤其涉及一种厚度、温度可控的撞壁液膜标定装置。

背景技术

激光诊断作为一种非侵入式测量方法，近年来在流场分析领域发挥了越来越重大的作用。尤其在发动机喷雾测试领域，在不改变流场的情况下，利用激光诊断充分了解流体流动过程尤为重要。发动机喷雾湿壁一直是发动机运行中的主要问题之一，在喷雾的实际运动过程中，它容易与活塞顶及气缸壁接触，形成难以挥发的液膜，液膜不能充分燃烧，恶化了发动机的排放性能，影响了汽车的动力输出。撞壁过程中，壁面液膜的定量测量对于撞壁过程的系统分析尤为重要，液膜的厚度是评估撞壁程度的重要指标，液膜的温度对解明液膜的传热传质机理十分重要。双相激光诱导荧光技术是一种利用两个波段的荧光实现液膜厚度和温度定量测量的先进光学诊断技术，但该技术的难点是，在测试之前需要对液膜温度和厚度进行精确的标定，以确定荧光强度与液膜厚度和温度的定量关系。目前，尚未有针对双相激光诱导荧光技术专门开发的液膜标定和测试装置，目前的标定方法是采用双层平板夹持垫片的方式，通过改变垫片的厚度，来生成定厚度的液膜片。文章Dynamics ofspray impingement wall film under cold start conditions、文章Film breakup oftilted impinging spray under various pressure conditions及文章Experimentalinvestigations of wall jet droplet impact on spray impingement fuel filmformation均采用了该方法进行标定。但该标定方法易受到垫片位置、夹持角度、夹持力度的影响，误差极大。此外，上述文章针对的是蒸发较弱的液膜，当利用该方法对蒸发较强的液膜进行了标定时，由于标定系统与外界的连通，液膜蒸发更会造成误差的进一步加剧。另外，上述标定方法需要大量的人工操作，例如垫片的定位，双层平板的按压，一方面，荧光介质大多对人体健康有害且易于挥发，如氟苯、乙基甲胺等，大量的人工操作会使得液膜蒸汽被人体吸入，严重危害操作人员健康，另一方面，对人工操作的依赖使得标定系统需要与外界连通，标定只能在空气环境下进行，而大部分荧光实验需要在氮气环境下进行，这使得标定实验和实际实验的边界条件不一致，加大了实验误差。此外，当前方法构建的液膜膜厚度数据取决于垫片，液膜厚度无法连续可变，且液膜稳定性差，构建的液膜的稳定存在时间仅够采集单个温度和单个厚度的数据，当需要采集不同温度和厚度的标定数据时，需要大量重复实验，效率低下。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种厚度、温度可控的撞壁液膜标定装置，实现对液膜厚度和温度的可视化定量标定，大幅提高液膜激光测温测厚的精确度。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题包括：如何解决撞壁液膜标定装置标定时易受垫片影响，导致稳定性差、误差大的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种厚度、温度可控的撞壁液膜标定装置，包括G字夹、压块、基板和撞壁标定系统平台；所述基板位于所述压块和撞壁标定系统平台之间，所述G字夹被配置为夹紧所述压块和所述撞壁标定系统平台。

进一步地，所述压块的材质为石英玻璃。

进一步地，所述压块的边缘附近设有第一圆槽，所述基板的边缘附近设有与所述第一圆槽匹配的第二圆槽。