一種基于piv的通氣空穴內部粒子撒布裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 發明涉及一種PIV測量裝置，具體涉及一種通氣空穴內部粒子撒布裝置，屬于PIV測量裝置技術領域。
【背景技術】
[0002]流動測量技術的發展對于研宄和解決航空、航天、船舶等行業涉及的一系列基礎問題具有重要意義，其中PIV技術的發展對于流場內部運動特性的研宄得到了廣泛的應用。通氣空化作為一種有效的減阻途徑，具有較好的發展前景，研宄通氣空化流場具有重要的實用價值。但是，目前針對通氣空化流場的Piv測量僅可獲取繞通氣空穴外流場的流動細節，對于通氣空穴內部氣體流動的測量仍無合適途徑，這是由PIV的工作原理引起的。PIV對流場的測量是通過記錄并分析流場中所撒布的粒子的位置實現的:PIV系統中的激光光源照射流場中的粒子，配套的CCD相機記錄粒子的位置并通過后處理軟件進行分析可得出局部的流場結構、流速等信息。對于通氣空穴，由于其內部的粒子撒布較為困難，在通氣流場中沒有粒子，CCD相機也記錄不到空穴內部的粒子圖像，進而就無法分析獲取通氣流場的運動信息。因此，為了深入分析通氣流場的運動特性，通氣空穴內部粒子如何可靠有效的撒布是亟待解決的問題。
【發明內容】
[0003]有鑒于此，本發明提供了一種基于PIV的通氣空穴內部粒子撒布裝置，能夠可靠的在通氣空穴內部撒布均勻的粒子，便于PIV系統的測量和應用。
[0004]一種基于PIV的通氣空穴內部粒子撒布裝置，包括空化器、PIV粒子、粒子存放盒和外部的氣源；
[0005]所述空化器為封閉的殼體，其側面加工有通氣孔，空化器上連接有進氣管與內部的空腔相通；
[0006]所述粒子存放盒同樣為封閉的矩形殼體，其側面上也加工有通氣孔，粒子存放盒上連接有進氣連接管與空腔相通；
[0007]其整體連接關系為:所述粒子存放盒通過進氣連接管與所述空化器的側面連接，使得粒子存放盒位于空化器內部的中央位置，粒子存放盒內裝有PIV粒子，粒子存放盒的外表面與空化器的內表面之間形成一個空腔。
[0008]進一步地，所述空化器的左側面和右側面以及迎流面和背流面互相平行且與水流方向一致，上表面和下表面與水流方向存在夾角，空化器上的通氣孔加工在上表面和下表面上，目的是防止在空化過程中水流倒灌進入空化器內部。
[0009]進一步地，所述空化器的上表面和下表面與水流方向存在夾角分別為-30°和+30。。
[0010]進一步地，所述粒子存放盒上的通氣孔加工在除下表面以外的側面上，防止粒子在撒布前泄漏到空化器中。
[0011]工作原理:實驗前，在粒子存放裝置的內部空腔中提前存放適量的PIV粒子，粒子撒布裝置通過空化器的左端面和右端面固定安裝在水洞試驗段內部；試驗進行時，外部氣源通過進氣管不斷向空化器中通入氣體，從空化器的通氣孔流出的氣體在水洞來流的作用下使得空化器后部形成一個較大的通氣空穴，持續不斷的氣流保證流場中通氣空穴的形成，也可避免水洞中的水流倒灌進入空化器內部；同時，由進氣連接管向粒子存放盒內部供氣，進入粒子存放盒的氣體在空腔內與提前存放入其內部的Piv粒子混合后，由粒子存放盒表面的通氣孔排出，在空化器與粒子存放盒之間的空腔中，粒子存放盒的通氣孔排出的混合了粒子的氣流與進氣管通入空化器內部的氣體再次混合均勻，通過空化器側面的通氣孔向外排出，使得通氣空穴內部的粒子能夠分布均勻。
[0012]有益效果:
[0013]1、本發明將粒子存放裝置置于空化器內部，利用兩者之間的空腔使得粒子與空氣進行了二次混合，有利于通氣空穴中的粒子分布均勻，能夠便于PIV系統的測量和觀測。
[0014]2、本發明采用了外部氣源分別向粒子存放盒和空化器內部進行的形式，即使發生空化器內部壓力不足產生倒灌的現象，由于粒子存放盒內部還有氣壓存在，可以保證液體不會進入粒子存放盒內，使得裝置的可靠性大大提高。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明粒子散布裝置的結構示意圖；
[0016]圖2為本發明空化器的結構示意圖；
[0017]圖3為本發明粒子存放盒的結構示意圖；
[0018]圖4為本發明在水洞試驗段內進行試驗的原理圖。
[0019]其中、1-水洞試驗段、2-粒子撒布裝置、3-氣液交界面、4-通氣空穴、5-水體、6-通氣孔排出氣體、7-空化器、8-通氣孔1、9_進氣管、10-粒子存放盒、11-通氣孔I1、12-進氣連接管。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述。
[0021]如附圖1所示，本發明提供了一種基于PIV的通氣空穴內部粒子撒布裝置，包括空化器7、PIV粒子、粒子存放盒10和外部的氣源；
[0022]如附圖2所示，所述空化器7為封閉的殼體，空化器7的左側面和右側面以及迎流面和背流面互相平行且與水流方向一致，上表面和下表面與水流方向存在夾角，空化器7上的通氣孔I 8加工在上表面和下表面上，空化器7上連接有進氣管9與內部的空腔相通。
[0023]如附圖3所示，所述粒子存放盒10為封閉的矩形殼體，其側面上也加工有通氣孔II 11，粒子存放盒10上連接有進氣連接管12與空腔相通，所述粒子存放盒10上的通氣孔II 11位于與水洞中水流方向一致的一個側面以及與水洞中水流方向垂直的一個側面上。
[0024]其整體連接關系為:所述粒子存放盒10通過進氣連接管12與所述空化器7的側面連接，使得粒子存放盒10位于空化器7內部的中央位置，粒子存放盒10內裝有PIV粒子，粒子存放盒10的外表面與空化器7的內表面之間形成一個空腔。
[0025]工作原理如附圖4所示:實驗前，在粒子存放裝置10的內部空腔中提前存放適量的PIV粒子，粒子撒布裝置2通過空化器7的左端面和右端面固定安裝在水洞試驗段I內部；試驗進行時，外部氣源通過進氣管9不斷向空化器7中通入氣體，從通氣孔I 8流出的氣體在水洞來流的作用下使得空化器7后部形成一個較大的通氣空穴4，持續不斷的氣流保證流場中通氣空穴的形成，也可避免水洞中的水流倒灌進入空化器7內部；同時，由進氣連接管12向粒子存放盒10內部供氣，進入粒子存放盒10的氣體在空腔內與提前存放入其內部的粒子混合后，由粒子存放盒表面的通氣孔II 11排出:在空化器7與粒子存放盒10之間的空腔中，粒子存放盒10的通氣孔II 11排出的混合了粒子的氣流與進氣管9通入空化器內部的氣體再次混合均勻，通過空化器7側面通氣孔I 8向外排出，使得通氣空穴內部的粒子能夠分布均勻。
[0026]綜上所述，以上僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種基于PIV的通氣空穴內部粒子撒布裝置，其特征在于，包括空化器(7)、PIV粒子、粒子存放盒(10)和外部的氣源； 所述空化器(7)為封閉的殼體，其側面加工有通氣孔，空化器(7)上連接有進氣管(9)與內部的空腔相通； 所述粒子存放盒(10)同樣為封閉的矩形殼體，其側面上也加工有通氣孔，粒子存放盒(10)上連接有進氣連接管(12)與空腔相通； 其整體連接關系為:所述粒子存放盒(10)通過進氣連接管(12)與所述空化器(7)的側面連接，使得粒子存放盒(10)位于空化器(7)內部的中央位置，粒子存放盒(10)內裝有PIV粒子，粒子存放盒(10)的外表面與空化器(7)的內表面之間形成一個空腔。
2.如權利要求1所述的一種基于PIV的通氣空穴內部粒子撒布裝置，其特征在于，所述空化器(7)的左側面和右側面以及迎流面和背流面互相平行且與水流方向一致，上表面和下表面與水流方向存在夾角，空化器(7)上的通氣孔I (8)加工在上表面和下表面上。
3.如權利要求2所述的一種基于PIV的通氣空穴內部粒子撒布裝置，其特征在于，所述空化器(7)的上表面和下表面與水流方向存在夾角分別為-30°和+30°。
4.如權利要求1、2或3所述的一種基于PIV的通氣空穴內部粒子撒布裝置，其特征在于，所述粒子存放盒(10)上的的通氣孔加工在除下表面以外的側面上。
【專利摘要】本發明公開了一種基于PIV的通氣空穴內部粒子撒布裝置，屬于PIV測量裝置技術領域。裝置包括空化器、PIV粒子、粒子存放盒和外部的氣源；空化器為封閉的矩形殼體，其側面加工有通氣孔，空化器上連接有進氣管與內部的空腔相通；粒子存放盒同樣為封閉的矩形殼體，其側面上也加工有通氣孔，粒子存放盒上連接有進氣連接管與空腔相通；粒子存放盒通過進氣連接管與所述空化器的側面連接，使得粒子存放盒位于空化器內部的中央位置，粒子存放盒內裝有PIV粒子，粒子存放盒的外表面與空化器的內表面之間形成一個空腔。本發明能夠可靠的在通氣空穴內部撒布均勻的粒子，便于PIV系統的測量和應用。
【IPC分類】G01P5-26
【公開號】CN104730286
【申請號】CN201510116756
【發明人】張敏弟, 黃旭, 王志英, 馬瀟健, 趙興安
【申請人】北京理工大學
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月17日