一種用于水槽試驗的示蹤粒子投放裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于水槽試驗的示蹤粒子投放裝置，具體屬于一種在水槽水流流動測試過程中，進行單點、多點或全流場投放固、液態示蹤粒子的裝置。
【背景技術】
[0002]水槽試驗是研究水流特性及規律的重要方法之一。在水槽試驗中，水流在流動過程中產生的難以用肉眼直接觀察的物理現象，可通過添加示蹤物的方法將其以直觀的形式顯示出來。常用的示蹤物按粒子的物態可分為固態(鋁粉、聚苯乙烯小球、有機玻璃粉末、滑石粉等)、液態(墨水、牛奶、染色液等)和氣態(電解產生氫氣泡等)三種。
[0003]針對風洞流動顯示和PIV測量的示蹤粒子發生、投放裝置研究較多，但其結構復雜，造價昂貴，因而未能較為普遍地應用于水槽試驗中。目前，對固態示蹤粒子的投放采取人工均勻布撒、施放懸濁液等方式進行，存在的缺陷是:不能保證均勻性和連續性，且粒子的上浮或下沉明顯，使其對水流流動的響應較慢，從而可能對試驗測量結果產生影響;對液態示蹤粒子的單點、多點投放采用小注射管或小孔釋放，施放時可能存在的缺陷為:射流引起染色線的脈動，或有垂直于模型表面的速度分量，對水流造成一定的干擾。對應水槽試驗中示蹤粒子的投放要求，需要一種專用、便捷的的投放裝置。
【實用新型內容】
[0004]實用新型目的:針對上述存在的問題，本實用新型需要解決的技術問題在于提供一種適用于水槽試驗要求的固、液態示蹤粒子的投放裝置，使用方便，滿足要求。
[0005]技術方案:為了解決上述存在的問題，本實用新型所采用的技術方案為:一種用于水槽試驗的示蹤粒子投放裝置，包括放置于水槽上方的液態示蹤粒子施放箱及固態示蹤粒子施放箱、高壓氣源、連接高壓氣源與液態示蹤粒子施放箱的第一高壓氣體管路、連接高壓氣源與固態示蹤粒子施放箱的第二高壓氣體管路。
[0006]本實用新型的有益效果在于:
[0007]通過液態示蹤粒子施放箱釋放液態示蹤粒子，并可以選擇通過空氣進氣口及伸縮導管控制施放流量，或者進一步選擇注入高壓氣體來增大示蹤液體的施放流量。并且，可以通過固體示蹤粒子施放箱釋放固體示蹤粒子，并利用高壓氣體管路出口的強大氣流將固體粉末打散，粒子顆粒非常小，可均勻散布于高壓氣體中，通過單向出氣孔進入空氣中進一步分散后，均勻持續地進入水流流場。
[0008]本實用新型操作簡單，可適用于水槽試驗中液態示蹤粒子的定點、多點、多層次投放及固態示蹤粒子的全流場投放，施放過程中有效保證了示蹤粒子投放的均勻性和連續性;且施放液態示蹤粒子時，可調整示蹤液的注入流速與水流速度基本相等，避免了由于射流不穩定性引起的染色線的脈動;示蹤液體沿水流流動方向注入，不存在垂直于模型表面的速度分量，有效避免了對水流的干擾。且可利用裝置同時、多層次、多點靈活設置施放點；而施放固態示蹤粒子時，較為均勻且粒子速度較小，上浮或下沉不明顯，能較快地響應水流的流動，且不對流動本身造成較大影響。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型用于水槽試驗的示蹤粒子投放裝置放置于水槽上的示意圖；
[0010]圖2是液態示蹤粒子施放箱結構示意圖；
[0011 ]圖3是分流出口選擇連接橡膠蓋的示意圖；
[0012]圖4是分流出口選擇接口連接L型針管的示意圖；
[0013]圖5是固態示蹤粒子施放箱結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本實用新型的具體使用作更進一步的說明。
[0015]請參閱圖1至圖4所示，本實用新型公開一種用于水槽試驗的示蹤粒子投放裝置，包括放置于水槽上方的液態示蹤粒子施放箱8及固態示蹤粒子施放箱9、高壓氣源3、連接高壓氣源與液態示蹤粒子施放箱的第一高壓氣體管路6、連接高壓氣源與固態示蹤粒子施放箱的第二高壓氣體管路7。所述液態示蹤粒子施放箱(8)頂部設有空氣進氣口 8-2、空氣進氣口閥門8-1、壓力表8-3、進液口8-4及進液口閥門8-5，液態示蹤粒子施放箱8側面設有視窗
8-6、視窗范圍內設有刻度8-7，液態示蹤粒子施放箱8底部延伸出可伸縮導管8-8，可伸縮導管8-8上設有流量控制閘閥8-9。所述可伸縮導管8-8下部接有多孔分流導管10，且多孔分流導管下方設有若干橫向排列的分流出口 11。如圖3及圖4中所示，分流出口 11連接橡膠蓋12或通過接口 13連接L型針管14，所述11分流出口為等距分布。
[0016]如圖5所示，所述固態示蹤粒子施放箱9頂部設有空氣進氣口 9-2、空氣進氣口閥門
9-1、壓力表9-3，尚壓氣體管路7由固態不蹤粒子施放箱底部接入，固態不蹤粒子施放箱內部設有干燥劑放置箱9-4、多孔置物板9-5，固態示蹤粒子施放箱的側面設有等距單向出氣孔9-7。其中，所述多孔置物板9-5為均勻分布毛細孔。
[0017]進行水槽試驗時，先確定水流測試相關儀器的位置，在其上游合理的距離放置本示蹤粒子投放裝置。附圖1中，示蹤粒子施放裝置通過支架2放置在水槽I上。
[0018]正式投放示蹤粒子之前，先確定高壓氣源3可用，高壓氣體管路6、7未堵塞，閥門4、5可正常使用后，全部關閉。
[0019]若進行液態示蹤粒子的投放，則需使用液態示蹤粒子施放箱8及其配件，見附圖2。具體實施過程如下:首先開啟空氣進氣口 8-2的閥門8-1，關閉流量控制閘閥8-9，而后調整可伸縮導管8-8，使多孔分流導管10末端位于液面上方。根據示蹤液施放點的選取，對多孔分流導管10的各分流出口 11采用橡膠蓋12進行密封，或以接口 13接入可調節高度的L型針管14，調整其出流口 15方向與水流方向一致。從進液口 8-4投入配置好的示蹤液，從視窗8-6及其刻度8-7觀測示蹤液充足即可關閉閥門8-5。估算或實測示蹤液施放點的水流流速，若流速較小，則可保持空氣進氣口的閥門8-1開啟，利用流量控制閘閥8-9來控制施放流量，使示蹤液的注入流速與水流流速基本一致，沒有明顯的射流和脈動現象;若對示蹤液的注入流速要求很大，考慮密閉箱體8并開啟閥門4通過高壓氣體導管6接入高壓氣體來增大示蹤液體的施放流量，箱體內壓強可通過讀壓力表8-3進行調控。投放結束后，依次關閉閥門8-9和4，開啟8-1，進行后續處理。
[0020]若進行固態示蹤粒子的投放，則需使用固態示蹤粒子施放箱9，見附圖3。具體實施過程如下:首先在干燥劑放置箱9-4和多孔置物板9-5分別放置干燥劑和示蹤粒子粉末9-6，關閉空氣進氣口 9-2的閥門9-1使箱體密閉。開啟閥門5通過高壓氣體導管7接入高壓氣體，利用管路出口的強大氣流將固體粉末9-6打散，粒子顆粒均勻散布于高壓氣體中，而后開啟系列單向出氣孔9-7使之進入空氣中進一步分散，可加用臨時擋板使示蹤粒子快速、均勻、持續地落入水流流場，投放濃度可通過讀壓力表9-3或開啟不同組合的單向出氣孔9-7進行調控。投放結束后，關閉閥門5，開啟9-1，進行后續處理。
[0021]以上所述僅是本實用新型的實施方式，應當指出:對于本技術領域的普通技術人員來講，在不脫離本實用新型設計及原理的前提下，可以做出若干修改和潤飾，以達到相同的技術效果；只要滿足使用需要，都在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種用于水槽試驗的示蹤粒子投放裝置，其特征在于，包括放置于水槽上方的液態示蹤粒子施放箱(8)及固態示蹤粒子施放箱(9)、高壓氣源(3)、連接高壓氣源與液態示蹤粒子施放箱的第一高壓氣體管路(6)、連接高壓氣源與固態示蹤粒子施放箱的第二高壓氣體管路(7)。2.根據權利要求1所述的用于水槽試驗的示蹤粒子投放裝置，其特征在于，所述液態示蹤粒子施放箱(8)頂部設有空氣進氣口( 8-2)、空氣進氣口閥門(8-1)、壓力表(8-3)、進液口(8-4)及進液口閥門(8-5)，液態示蹤粒子施放箱(8)側面設有視窗(8-6)、視窗范圍內設有刻度(8-7)，液態示蹤粒子施放箱(8)底部延伸出可伸縮導管(8-8)，可伸縮導管(8-8)上設有流量控制閘閥(8-9)。3.根據權利要求2所述的用于水槽試驗的示蹤粒子投放裝置，其特征在于，所述可伸縮導管(8-8)下部接有多孔分流導管(10)，且多孔分流導管下方設有若干橫向排列的分流出口(11)04.根據權利要求3所述的用于水槽試驗的示蹤粒子投放裝置，其特征在于，分流出口(11)連接橡膠蓋(12)或通過接口(13)連接L型針管(14)，所述(11)分流出口為等距分布。5.根據權利要求1所述的用于水槽試驗的示蹤粒子投放裝置，其特征在于，所述固態示蹤粒子施放箱(9)頂部設有空氣進氣口(9-2)、空氣進氣口閥門(9-1)、壓力表(9-3)，高壓氣體管路(7)由固態不蹤粒子施放箱底部接入，固態不蹤粒子施放箱內部設有干燥劑放置箱(9-4)、多孔置物板(9-5)，固態示蹤粒子施放箱的側面設有等距單向出氣孔(9-7)。6.根據權利要求5所述的用于水槽試驗的示蹤粒子投放裝置，其特征在于，所述多孔置物板(9-5)為均勻分布毛細孔。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于水槽試驗的示蹤粒子投放裝置，裝置包括兩根支架、高壓氣源、高壓氣體管路及閥門、固態示蹤粒子施放箱、液態示蹤粒子施放箱及各種配件。所述示蹤粒子施放箱通過兩根支架放置于水槽上，高壓氣源通過高壓氣體管路及閥門控制接入示蹤粒子施放箱。本實用新型操作簡單，可適用于水槽試驗中液態示蹤粒子的定點、多點、多層次靈活投放及固態示蹤粒子的全流場投放，施放過程中能有效保證示蹤粒子投放的均勻性和連續性，同時降低對水流流動的干擾和影響。
【IPC分類】G01M10/00
【公開號】CN205333292
【申請號】CN201620059429
【發明人】戴文鴻, 馮逸君, 張明, 陳揚, 史常樂, 丁偉
【申請人】河海大學
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2016年1月21日