一种多用途示踪粒子撒播流化装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及超燃冲压发动机、组合动力系统地面试验等流体力学试验测量领域，公开了一种多用途示踪粒子撒播流化装置，包括主罐体、安装支架和端口；所述主罐体上端设有上碗盖；所述端口包括头部端口、身部端口和底部端口；所述主罐体内部套设有下套筒，所述下套筒上端设有整流装置，所述下套筒内部同轴安装有内部歧管，所述内部歧管穿过所述下套筒的底面与所述底部端口相连通。本发明专利技术有三个进出端口供使用，能够满足不同试验条件对混合方法的要求，无需对主罐体进行更换和改装，只需选择相关的端口位置；主罐体拆装过程简单，便于工质添加，可避免泄露；该装置能为航空航天领域发动机试验研究中PIV测量提供示踪粒子的在线预先流化撒播。

A multi-purpose tracer particle seeding and fluidizing device

The invention relates to the field of hydrodynamic test measurement, such as scramjet, combined power system test, etc., and discloses a multipurpose tracer particle seeding fluidization device, which comprises a main tank body, a mounting bracket and a port; the upper end of the main tank body is provided with an upper bowl cover; the port comprises a head port, a body port and a bottom. The upper end of the lower sleeve is provided with a rectifying device. The inner coaxial of the lower sleeve is provided with an internal manifold, which is connected with the bottom port through the bottom surface of the lower sleeve. The invention has three inlet and outlet ports for use, which can satisfy the requirements of mixing methods under different test conditions, and only needs to select the relevant port positions without changing and modifying the main tank body; the main tank body has simple disassembly process, is convenient for adding working substances and can avoid leakage; the device can be used for engine test and research in the aerospace field. The PIV measurement provides the on-line pre streaming seeding of the tracer particles.

【技术实现步骤摘要】
一种多用途示踪粒子撒播流化装置
本专利技术属于超燃冲压发动机、组合动力系统地面试验等流体力学试验测量领域，具体地涉及一种多用途示踪粒子撒播流化装置。
技术介绍
PIV作为一种非接触式流场光学诊断技术，在航空航天试验领域的应用非常广泛。在常规的低速、低压的流场环境中，PIV的测量已有很多的公开报道。PIV技术应用首要解决的问题是在气流场中实现示踪粒子的均匀播撒。在超燃冲压发动机机地面试验条件下，获取燃烧室内的流场定量信息对于提升发动机研究水平具有重要的研究意义。2008年国防科学技术大学的博士论文《超声速混合层时空结构的实验研究》中提到了一种纳米粒子撒播装置，实现了在低压、冷态、高速下的粒子撒播。但该装置在高温、高压的气流风洞中无法与空气加热器的现有系统进行兼容。发动机地面试验气流环境的特点是高温、高压、高速，且有效持续时间短，各分系统之间的时间同步性要求较高。发展高总温来流空气下的PIV试验测量技术，获取流场结构的定量信息对于超燃冲压发动机在实际飞行工况下的性能预测、理论分析具有重要的工程实用价值。针对燃烧加热的直连式空气燃烧加热系统，如何实现示踪粒子的均匀、无干扰添加是试验过程中需要解决的第一步。传统的低速流试验中常采用的是在线旁路添加混合法和离线流化预先混合法。前者由于对气流干扰较大，且撒播均匀性难以保证，无法用于直连式试验。后者通过在冷空气中对粒子预先流化混合，但由于点火试验中工作时间短，时序衔接难以控制，也无法获得稳定的流化混合效果，且随着空气流量规模的增大，运行操作难度很大。2013年国防科学技术大学的博士论文《超声速气流中的点火启动及其强化机理研究》开发了高总温条件下的PIV技术，采用在酒精燃料中预先配置示踪粒子悬浊液的方法有效解决以上难题。但是文章未公布具体的粒子撒播方案。思路是：采用酒精/空气/氧气三组元燃烧加热的方式产生高温空气，在酒精中加入TiO2纳米粒子粉末配置悬浊液的方法实现了纳米粒子的均匀撒播，并通过试验验证了高总温超声速流场中PIV技术运用的可行性。论文对凹腔、斜劈、燃烧雍塞作用下超声速流场的测量结果表明，该方法能够捕捉高总温超燃流场的主要结构特征，试验操作过程方便、快捷、高效，可推广应用于更大流量规模、更大流场尺度的超燃燃烧室流场诊断研究。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种多用途示踪粒子撒播流化装置，该装置能够满足不同试验条件对混合方法的要求，实现多种功能和用途。为了实现上述目的，本专利技术提供一种多用途示踪粒子撒播流化装置，包括主罐体、安装支架和用于连接外部气源或向外供应工质的端口；所述主罐体上端设有上碗盖，所述主罐体下端固定在所述安装支架上；所述端口包括设在所述上碗盖上端的头部端口、设在所述主罐体侧壁上的身部端口和设在所述主罐体底部的底部端口；所述主罐体内部套设有用于工质流化混合的下套筒，所述下套筒的底面固定在所述安装支架上，所述下套筒上端设有整流装置，所述下套筒内部同轴安装有具有微孔结构的内部歧管，所述内部歧管穿过所述下套筒的底面与所述底部端口相连通；所述身部端口的位置高于所述下套筒上端的位置。优选地，所述主罐体上设有身部进口抱环，所述身部进口抱环与所述主罐体之间通过多个第一分支管相连通，所述身部进口抱环的位置高于所述下套筒上端的位置，所述身部端口设在所述身部进口抱环上。优选地，所述主罐体与所述上碗盖通过法兰固定连接。优选地，所述主罐体上端与所述上碗盖的连接接触面处设有第一密封槽，所述第一密封槽内设有第一密封垫片。优选地，所述主罐体与所述下套筒的接触面处设有第二密封槽，所述第二密封槽内设有第二密封垫片。优选地，所述内部歧管上设有底部歧管抱环，所述内部歧管与所述底部歧管抱环之间通过多个第二分支管相连通，所述底部歧管抱环上均匀设有多个微孔。优选地，所述底部歧管抱环为2个。优选地，所述整流装置为过滤筛网。优选地，所述安装支架包括安装座和固定在所述安装座底部的支架，所述主罐体下端和所述下套筒的底面依次叠加在一起与所述安装座通过法兰固定连接。本专利技术所述流化装置有三个进出端口供使用，能够根据PIV试验测量对于示踪粒子均匀撒播的需要，可选择性地实现气体和固体颗粒混合、液体和固体颗粒混合、或固体、液体、气体之间的三相掺混；实现不同的功能时，无需对主罐体结构进行更换和改装，只需根据需要选择相关的端口位置；所述流化装置的主罐体拆装过程简单，便于工质添加，可避免泄露；该装置能为航空航天领域发动机试验研究中PIV测量提供示踪粒子的在线预先流化撒播；该装置功能多样，所提供的粒子撒播方法，一方面能够用于常规低压、低速、低温气流实验测量中对试验时间长短无严格要求的场合，另一方面又能满足发动机点火燃烧试验高温、高压、高速流场对于有效测试时间很短，各系统同步响应要求较高的需要。附图说明图1是本专利技术多用途示踪粒子撒播流化装置的外部轮廓图；图2是本专利技术多用途示踪粒子撒播流化装置的半剖视图；图3是主罐体的1/4剖视图；图4是本专利技术用以实现气体和示踪粒子流化混合时的工作示意图；图5是本专利技术用以实现液体和示踪粒子流化混合时的工作示意图。附图标记说明1主罐体2上碗盖3下套筒4安装支架5头部端口6身部端口7底部端口8内部歧管9过滤筛网10身部进口抱环11底部歧管抱环12第一分支管13第二分支管具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、头部、身部、底部”通常是指在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制，例如头部即顶部，身部即位于头部和底部之间的位置。本专利技术提供一种多用途示踪粒子撒播流化装置，如图1至图3所示，所述流化装置包括主罐体1、安装支架4和用于连接外部气源或向外供应工质的端口；所述主罐体1上端设有上碗盖2，所述主罐体1下端固定在所述安装支架4上。所述端口包括设在所述上碗盖2上端的头部端口5、设在所述主罐体1侧壁上的身部端口6和设在所述主罐体1底部的底部端口7；通过设置三个端口，可根据不同的试验需要选用其中一个或两个端口作为外部气源接入口，另外端口作为向外供应工质的端口，可选择性地实现气体和固体颗粒混合、液体和固体颗粒混合、或固体、液体、气体之间的三相掺混和加压供给。所述主罐体1内部套设有用于工质流化混合的下套筒3，所述下套筒3的底面固定在所述安装支架4上，所述下套筒3上端设有整流装置，所述下套筒3内部同轴安装有具有微孔结构的内部歧管8，所述内部歧管8穿过所述下套筒3的底面与所述底部端口7相连通；所述身部端口6的位置高于所述下套筒3上端的位置。本专利技术所述流化装置有三个进出端口供使用，能够根据PIV试验测量对于示踪粒子均匀撒播的需要，可选择性地实现气体和固体颗粒混合、液体和固体颗粒混合、或固体、液体、气体之间的三相掺混；实现不同的功能时，无需对主罐体结构进行更换和改装，只需根据需要选择相关的端口位置；所述流化装置的主罐体拆装过程简单，便于工质添加，可避免泄露；该装置能为航空航天领域发动机试验研究中PIV测量提供示踪粒子的在线预先流化撒播；该装置功能多样，所提供的粒子撒播方法，一方面能够用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多用途示踪粒子撒播流化装置，其特征在于，包括主罐体(1)、安装支架(4)和用于连接外部气源或向外供应工质的端口；所述主罐体(1)上端设有上碗盖(2)，所述主罐体(1)下端固定在所述安装支架(4)上；所述端口包括设在所述上碗盖(2)上端的头部端口(5)、设在所述主罐体(1)侧壁上的身部端口(6)和设在所述主罐体(1)底部的底部端口(7)；所述主罐体(1)内部套设有用于工质流化混合的下套筒(3)，所述下套筒(3)的底面固定在所述安装支架(4)上，所述下套筒(3)上端设有整流装置，所述下套筒(3)内部同轴安装有具有微孔结构的内部歧管(8)，所述内部歧管(8)穿过所述下套筒(3)的底面与所述底部端口(7)相连通；所述身部端口(6)的位置高于所述下套筒(3)上端的位置。

【技术特征摘要】
1.一种多用途示踪粒子撒播流化装置，其特征在于，包括主罐体(1)、安装支架(4)和用于连接外部气源或向外供应工质的端口；所述主罐体(1)上端设有上碗盖(2)，所述主罐体(1)下端固定在所述安装支架(4)上；所述端口包括设在所述上碗盖(2)上端的头部端口(5)、设在所述主罐体(1)侧壁上的身部端口(6)和设在所述主罐体(1)底部的底部端口(7)；所述主罐体(1)内部套设有用于工质流化混合的下套筒(3)，所述下套筒(3)的底面固定在所述安装支架(4)上，所述下套筒(3)上端设有整流装置，所述下套筒(3)内部同轴安装有具有微孔结构的内部歧管(8)，所述内部歧管(8)穿过所述下套筒(3)的底面与所述底部端口(7)相连通；所述身部端口(6)的位置高于所述下套筒(3)上端的位置。2.根据权利要求1所述的多用途示踪粒子撒播流化装置，其特征在于，所述主罐体(1)上设有身部进口抱环(10)，所述身部进口抱环(10)与所述主罐体(1)之间通过多个第一分支管(12)相连通，所述身部进口抱环(10)的位置高于所述下套筒(3)上端的位置，所述身部端口(6)设在所述身部进口抱环(10)上。3.根据权利要求1所述的多用途示踪粒子撒播流化装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗世彬，
申请(专利权)人：湖南云顶智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43