汽液兩相同步測量實驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種汽液兩相同步測量實驗裝置，包括石英玻璃管，石英玻璃管包括一進口和一出口，石英玻璃管上開設有探針孔；還包括設置于石英玻璃管的進口處和出口處的對石英玻璃管的徑向位置進行密封的法蘭密封結構；還包括通過探針孔插入石英玻璃管內的光學探針。本實用新型的優點在于：本實用新型能夠同時在宏觀尺度和微觀尺度上對汽液兩相進行同步測量研究，克服了現有技術只能進行微觀尺度測量和研究的不足。
【專利說明】汽液兩相同步測量實驗裝置
【技術領域】
[0001] 本實用新型公開了一種測量裝置，尤其涉及一種用于汽液兩相研究的實驗裝置。
【背景技術】
[0002] 在工程實際中會遇到很多汽液兩相流動系統在運動條件下工作的情況。例如船舶 在航行中受風浪影響使船體內的兩相流動系統處于搖擺、升潛等運動條件下，此時，汽液兩 相流動系統時刻受運動條件引起的切向力、離心力、科氏力等附加瞬變外力場作用，這些附 加瞬變外力場的共同作用使得通道內沸騰傳熱規律以及汽水兩相流流動特性發生改變，進 而影響船舶航行的安全性和經濟性。因此，運動條件下汽液兩相流研究有著重要的應用背 景而備受關注。
[0003] 在運動條件下，兩相工質會產生附加的瞬變加速度，這有可能導致兩相流動界面 分布與沒有搖擺的靜止情況相比有所差別，進而使流型發生改變，而在其他參數相同的條 件下，不同的兩相流型會產生完全不同的流動和傳熱結果，從而對系統的流動傳熱特性產 生影響。因此，在確定瞬變外力場作用下兩相流系統的流動和傳熱特性時，應該首先知道兩 相流的流型，這樣才能合理地選用適當的理論公式描述流動狀況，而在流動和傳熱關系式 中，氣泡尺寸、空泡份額分布等又是非常重要的參數。
[0004] 目前還沒有可以同步獲得宏觀可視化數據及截面空泡份額、氣泡尺寸分布等微觀 實驗數據，進而探明運動條件的影響規律的實驗裝置。 實用新型內容
[0005] 本實用新型的目的即在于克服現有技術的不足，提供一種能夠同步獲得宏觀可視 化數據及截面空泡份額、氣泡尺寸分布等微觀實驗數據的汽液兩相同步測量實驗裝置。
[0006] 本實用新型的目的通過以下技術方案實現：
[0007] 汽液兩相同步測量實驗裝置，包括石英玻璃管，石英玻璃管包括一進口和一出口， 石英玻璃管上開設有探針孔；還包括設置于石英玻璃管的進口處和出口處的對石英玻璃管 的徑向位置進行密封的法蘭密封結構；還包括通過探針孔插入石英玻璃管內的光學探針。
[0008] 本實用新型在工作時，工質從石英玻璃管進口處的法蘭密封結構進入石英玻璃 管，然后從石英玻璃管出口處的法蘭密封結構流出。在整個過程中，可以通過石英玻璃管從 正面對氣泡運動、兩相流流動形態及流型轉變進行可視化研究，同時也可以通過光學探針 對氣泡尺寸、空泡份額截面分布進行測量。
[0009] 本實用新型能夠同時在宏觀尺度和微觀尺度上對汽液兩相進行同步測量研究，克 服了現有技術只能進行微觀尺度測量和研究的不足。
[0010] 進一步的，所述法蘭密封結構包括法蘭A和法蘭B，法蘭A和法蘭B榫槽配合并通 過螺栓連接緊固，法蘭A與所述石英玻璃管連接。
[0011] 進一步的，所述石英玻璃管插入所述法蘭A的內孔內，所述石英玻璃管的外圓面 與所述法蘭A的內表面之間設置有0型密封圈。
[0012] 0型密封圈起密封作用，防止石英玻璃管內的工質泄漏。
[0013] 進一步的，所述法蘭Α的內孔包括容納段和流通段，容納段的直徑大于流通段的 直徑，所述石英玻璃管插入容納段中，石英玻璃管的端部與容納段底部之間設置有聚四氟 乙烯墊片。
[0014] 設置聚四氟乙烯墊片，避免石英玻璃管的端部與法蘭A直接接觸，防止石英玻璃 管損壞。
[0015] 進一步的，所述石英玻璃管插入所述法蘭A的內孔內，所述法蘭A與所述石英玻璃 管連接的一端端部設置有外螺紋；還包括包圍所述石英玻璃管外圓面并與所述外螺紋螺紋 連接的壓緊螺母；還包括設置于壓緊螺母與所述法蘭A端部之間的彈性定位環。
[0016] 通過壓緊螺母將彈性定位環壓緊，彈性定位環變形卡緊石英玻璃管，防止石英玻 璃管在運動過程中發生旋轉，從而使本實用新型更加適用于運動環境下工作。
[0017] 進一步的,還包括與所述探針孔連接的石英玻璃支管，所述光學探針通過石英玻 璃支管插入所述石英玻璃管中。
[0018] 進一步的，還包括法蘭C和法蘭D，法蘭C和法蘭D榫槽配合并通過螺栓連接緊固； 所述石英玻璃支管插入法蘭C的內孔中，所述光學探針貫穿法蘭C和法蘭D進入所述石英 玻璃管內。
[0019] 進一步的，所述法蘭C的內孔與所述石英玻璃支管的外表面之間設置有0型密封 圈；所述法蘭D的內孔與所述光學探針的外表面之間設置有0型密封圈。
[0020] 進一步的，還包括連接兩個所述法蘭密封結構的緊固板。
[0021] 通過緊固板的固定，可以有效防止石英玻璃管在運動條件下發生位移，使本實用 新型更加適用于運動環境下工作。
[0022] 綜上所述，本實用新型的優點和有益效果在于：
[0023] 1.本實用新型能夠同時在宏觀尺度和微觀尺度上對汽液兩相進行同步測量研究， 克服了現有技術只能進行微觀尺度測量和研究的不足；
[0024] 2.設置聚四氟乙烯墊片，避免石英玻璃管的端部與法蘭A直接接觸，防止石英玻 璃管損壞；
[0025] 3.通過壓緊螺母將彈性定位環壓緊，彈性定位環變形卡緊石英玻璃管，防止石英 玻璃管在運動過程中發生旋轉，從而使本實用新型更加適用于運動環境下工作；
[0026] 4.通過緊固板的固定，可以有效防止石英玻璃管在運動條件下發生位移，使本實 用新型更加適用于運動環境下工作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027] 為了更清楚地說明本實用新型的實施例，下面將對描述本實用新型實施例中所需 要用到的附圖作簡單的說明。顯而易見的，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型中記載的 一些實施例，對于本領域的技術人員而言，在不付出創造性勞動的情況下，還可以根據下面 的附圖，得到其它附圖。
[0028] 圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0029] 圖2為石英玻璃管與法蘭密封結構連接處的結構示意圖；
[0030] 圖3為光學探針的結構示意圖；
[0031] 其中，附圖標記對應的零部件名稱如下：
[0032] 1-法蘭A，2-法蘭B，3-緊固螺栓，4-聚四氟乙烯墊片，5-壓緊螺母，6-0型密封圈， 7-彈性定位環，8-石英玻璃管，9-緊固槽鋼，10-緊固鋼板，11-法蘭C，12-法蘭D，13-光學 探針，14-石英玻璃支管。
【具體實施方式】
[0033] 為了使本領域的技術人員更好地理解本實用新型，下面將結合本實用新型實施例 中的附圖對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述。顯而易見的，下面所述 的實施例僅僅是本實用新型實施例中的一部分，而不是全部。基于本實用新型記載的實施 例，本領域技術人員在不付出創造性勞動的情況下得到的其它所有實施例，均在本實用新 型保護的范圍內。
[0034] 實施例1 :
[0035] 如圖1所不，汽液兩相同步測量實驗裝置，包括石英玻璃管8,石英玻璃管8包括一 進口和一出口，石英玻璃管8上開設有探針孔；還包括設置于石英玻璃管8的進口處和出口 處的對石英玻璃管8的徑向位置進行密封的法蘭密封結構；還包括通過探針孔插入石英玻 璃管8內的光學探針13。
[0036] 本實施例在工作時，工質從石英玻璃管8進口處的法蘭密封結構進入石英玻璃管 8,然后從石英玻璃管8出口處的法蘭密封結構流出。在整個過程中，可以通過石英玻璃管 8從正面對氣泡運動、兩相流流動形態及流型轉變進行可視化研究，同時也可以通過光學探 針13對氣泡尺寸、空泡份額截面分布進行測量。
[0037] 實施例2 :
[0038] 如圖1所示，本實施例在實施例1的基礎上，所述法蘭密封結構包括法蘭A1和法 蘭B2，法蘭A1和法蘭B2榫槽配合并通過螺栓連接緊固，法蘭A1與所述石英玻璃管8連接。
[0039] 實施例3 :
[0040] 如圖1和圖2所示，本實施例在實施例2的基礎上，所述石英玻璃管8插入所述法 蘭A1的內孔內，所述石英玻璃管8的外圓面與所述法蘭A1的內表面之間設置有0型密封 圈6。
[0041] 0型密封圈6起密封作用，防止石英玻璃管內的工質泄漏。
[0042] 實施例4 :
[0043] 如圖2所示，本實施例在實施例2或3的基礎上，所述法蘭A1的內孔包括容納段 和流通段，容納段的直徑大于流通段的直徑，所述石英玻璃管8插入容納段中，石英玻璃管 8的端部與容納段底部之間設置有聚四氟乙烯墊片4。
[0044] 設置聚四氟乙烯墊片4,避免石英玻璃管8的端部與法蘭A1直接接觸，防止石英玻 璃管8損壞。
[0045] 實施例5 :
[0046] 如圖2所示，本實施例在實施例2、3或4的基礎上，所述石英玻璃管8插入所述法 蘭A1的內孔內，所述法蘭A1與所述石英玻璃管8連接的一端端部設置有外螺紋；還包括包 圍所述石英玻璃管8外圓面并與所述外螺紋螺紋連接的壓緊螺母5 ;還包括設置于壓緊螺 母5與所述法蘭A1端部之間的彈性定位環7。
[0047] 通過壓緊螺母5將彈性定位環7壓緊，彈性定位環7變形卡緊石英玻璃管8,防止 石英玻璃管8在運動過程中發生旋轉，從而使本實驗裝置更加適用于運動環境下工作。
[0048] 彈性定位環7可以由聚酰亞胺構成。
[0049] 實施例6 :
[0050] 如圖1和3所示，本實施例在上述任意一種實施例的基礎上,還包括與所述探針孔 連接的石英玻璃支管14,所述光學探針13通過石英玻璃支管14插入所述石英玻璃管8中。
[0051] 實施例7:
[0052] 如圖3所示，本實施例在實施例6的基礎上，還包括法蘭C11和法蘭D12,法蘭C11 和法蘭D12榫槽配合并通過螺栓連接緊固；所述石英玻璃支管14插入法蘭C11的內孔中， 所述光學探針13貫穿法蘭C11和法蘭D12進入所述石英玻璃管8內。
[0053] 實施例8 :
[0054] 如圖3所示，本實施例在實施例7的基礎上，所述法蘭C11的內孔與所述石英玻璃 支管14的外表面之間設置有0型密封圈6 ;所述法蘭D12的內孔與所述光學探針13的外 表面之間設置有〇型密封圈6。
[0055] 實施例9 :
[0056] 如圖1所示,本實施例在上述任意一種實施例的基礎上，還包括連接兩個所述法 蘭密封結構的緊固板。
[0057] 緊固板可以由緊固槽鋼9和緊固鋼板10構成，緊固槽鋼9和緊固鋼板10通過緊 固螺栓3固定在法蘭密封結構上。
[0058] 如上所述，便可較好的實現本實用新型。
【權利要求】
1. 汽液兩相同步測量實驗裝置，其特征在于： 包括石英玻璃管（8)，石英玻璃管（8)包括一進口和一出口，石英玻璃管（8)上開設有 探針孔； 還包括設置于石英玻璃管（8)的進口處和出口處的對石英玻璃管（8)的徑向位置進行 密封的法蘭密封結構； 還包括通過探針孔插入石英玻璃管（8)內的光學探針（13)。
2. 根據權利要求1所述的汽液兩相同步測量實驗裝置，其特征在于： 所述法蘭密封結構包括法蘭A (1)和法蘭B (2)，法蘭A (1)和法蘭B (2)榫槽配合并 通過螺栓連接緊固，法蘭A (1)與所述石英玻璃管（8)連接。
3. 根據權利要求2所述的汽液兩相同步測量實驗裝置，其特征在于： 所述石英玻璃管（8 )插入所述法蘭A (1)的內孔內，所述石英玻璃管（8 )的外圓面與所 述法蘭A (1)的內表面之間設置有0型密封圈（6)。
4. 根據權利要求2所述的汽液兩相同步測量實驗裝置，其特征在于： 所述法蘭A (1)的內孔包括容納段和流通段，容納段的直徑大于流通段的直徑，所述石 英玻璃管（8)插入容納段中，石英玻璃管（8)的端部與容納段底部之間設置有聚四氟乙烯 墊片（4)。
5. 根據權利要求2所述的汽液兩相同步測量實驗裝置，其特征在于： 所述石英玻璃管（8)插入所述法蘭A (1)的內孔內，所述法蘭A (1)與所述石英玻璃 管（8)連接的一端端部設置有外螺紋； 還包括包圍所述石英玻璃管（8)外圓面并與所述外螺紋螺紋連接的壓緊螺母（5); 還包括設置于壓緊螺母（5)與所述法蘭A (1)端部之間的彈性定位環（7)。
6. 根據權利要求1所述的汽液兩相同步測量實驗裝置，其特征在于： 還包括與所述探針孔連接的石英玻璃支管（14),所述光學探針（13)通過石英玻璃支 管（14)插入所述石英玻璃管（8)中。
7. 根據權利要求6所述的汽液兩相同步測量實驗裝置，其特征在于： 還包括法蘭C (11)和法蘭D (12)，法蘭C (11)和法蘭D (12)榫槽配合并通過螺栓連 接緊固； 所述石英玻璃支管（14)插入法蘭C (11)的內孔中，所述光學探針（13)貫穿法蘭C (11) 和法蘭D (12)進入所述石英玻璃管（8)內。
8. 根據權利要求7所述的汽液兩相同步測量實驗裝置，其特征在于： 所述法蘭C (11)的內孔與所述石英玻璃支管（14)的外表面之間設置有0型密封圈 (6)； 所述法蘭D (12)的內孔與所述光學探針（13)的外表面之間設置有0型密封圈（6)。
9. 根據權利要求1~8中任意一項所述的汽液兩相同步測量實驗裝置，其特征在于： 還包括連接兩個所述法蘭密封結構的緊固板。
【文檔編號】G01M10/00GK203908752SQ201420335347
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月23日 優先權日:2014年6月23日
【發明者】謝添舟, 徐建軍, 鮑偉, 陳炳德, 黃彥平 申請人:中國核動力研究設計院