【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于流体力学实验设备，尤其涉及一种用于空泡水洞实验装置的稳压加载系统。
技术介绍
1、空泡水洞是一种用于流体动力学研究并观察空化现象的主要设备，主要用途包括三个方面：一是用于船舶推进器性能研究，可模拟螺旋桨不同工况，观测空泡产生、发展与溃灭，助力优化螺旋桨设计，减少空泡剥蚀、提升推进效率；二是服务水动力学研究，能模拟水下航行器不同速度、姿态下的水流情况，研究物体绕流特性；三是利于水下兵器性能研究，可模拟鱼雷航行状态，探究空泡对其稳定性的影响并找寻提升办法，也能研究如何降低空泡产生的噪声，增强兵器隐蔽性。
2、随着水下超高速武器发展和超高速流体动力学研究需要，空泡水洞正朝着高流速、低噪声以及可实现流场精确调控的方向发展。目前，国内外大部分空泡水洞装置都是通过水泵装置来给流体加速，此种加载方式存在以下缺陷：1、水泵电机机组在启动和运行时会产生剧烈振动，振动通过管壁传递到实验段，影响结构稳定性；2、水泵机组在运行时会产生巨大噪音，从而影响噪声测量；3、流体在通过水泵时会产生扰动和湍流，极大降低了流场的品质；4、水泵加载会因叶轮的作用产生脉动压力，影响实验段压力稳定性。
3、为了解决上述水泵加载流体的缺陷，出现了通过气压进行流体加载的方式，消除了水泵运行带来的振动以及对流体作用而产生的扰动和湍流。然而气压加载流体的方式，需要保持气体的压力，需要持续的补充气体，充气过程中充入的气体中仍然具有脉冲压力，导致高压气体的压力不稳，不能使流体稳定的加载至水洞装置。
技术实现思路
1、针对相关技术中存在的不足之处，本专利技术提供了一种用于空泡水洞实验装置的稳压加载系统，以解决当前气压加载流体存在脉冲压力导致加载不稳定的问题。
2、本专利技术提供一种用于空泡水洞实验装置的稳压加载系统，包括：
3、流体加载罐，其内部容纳有实验用水，并与水洞装置相连；
4、气压加载单元，与流体加载罐相连，用以向流体加载罐内充入空气，并使其中的实验用水在高压空气的压力作用下加载到水洞装置中；
5、气压加载单元包括：
6、供气装置；
7、稳压筒，具有筒体以及装设在筒体内的弹性隔膜，弹性隔膜呈管状，并将筒体内部的空间分隔为第一腔室和第二腔室，第一腔室位于弹性隔膜内部，第二腔室位于弹性隔膜外部，并环设于第一腔室外围，供气装置输送的空气通过第一腔室送入流体加载罐；
8、稳压加载装置，连接稳压筒，并向第二腔室中输送气体，用以使第一腔室中的气压与第二腔室中的气压相同。
9、在其中一些实施例中，稳压加载装置充入第二腔室中的气体密度小于空气。
10、在其中一些实施例中，供气装置包括空气压缩机以及与空气压缩机相连的储气罐，储气罐与第一腔室相连。
11、在其中一些实施例中，弹性隔膜两端的端口分别固定安装在筒体两端的端板上，两个端板上均设有与弹性隔膜同轴设置的通气口；
12、一个通气口通过进气管连接供气装置，另一个通气口通过供气管连接流体加载罐，进气管和供气管均与弹性隔膜同轴设置。
13、流体加载罐中实验用水流体加载罐中实验用水的水面上具有油膜，用以将实验用水与空气隔开。
14、在其中一些实施例中，流体加载罐中装设有整流格栅，整流格栅位于实验用水中，并位于流体加载罐设置的输出口上方，输出口连接水洞装置。
15、在其中一些实施例中，进一步包括储水池和回水泵，水洞装置和流体加载罐均连接储水池，回水泵将水洞装置送入储水池中的水泵送回到流体加载罐中。
16、在其中一些实施例中，进一步包括工控机，供气装置与稳压筒之间的管路上安装有充气阀门，稳压加载装置与稳压筒之间的管路上安装有稳压阀门，流体加载罐上安装有加载气压表，稳压筒上装设有用于测量第二腔室气压的稳压气压表，流体加载罐与水洞装置之间的管路上装设有加载阀门；
17、工控机与供气装置、充气阀门和加载气压表均电性连接，工控机通过加载气压表测量流体加载罐中的加载气压，在加载气压低于设定压力值时工控机打开充气阀门并控制供气装置为流体加载罐充气，直至加载气压达到设定压力值时关闭充气阀门；
18、工控机与加载阀门电连接，工控机打开稳压阀门并控制稳压加载装置为第二腔室充气，直至稳压气压表测量到的气压值达到设定压力值时，关闭稳压阀门；
19、工控机电连接加载阀门，工控机在所述加载气压表的气压值和所述稳压气压表的气压值均达到设定压力值后，打开所述加载阀门。
20、在其中一些实施例中，所述工控机打开所述加载阀门时，控制所述充气阀门的开闭以及所述供气装置的运行，对所述流体加载罐补气以使所述加载气压保持在设定压力值。
21、在其中一些实施例中，所述流体加载罐上安装有加载液位计，所述工控机电连接所述加载液位计，所述加载液位计测量到实验用水的液位下降至最低液位阈值时，所述工控机关闭所述加载阀门。
22、与现有技术相比，本申请的有益效果在于：本专利技术实施例中将空气加载至流体加载罐的过程中，使空气通过稳压筒，稳压筒中的弹性隔膜能够消除充入空气的脉冲压力，使流体加载罐中高压气体的压力保持稳定，稳定的将实验用水压向水洞装置，解决了当前气压加载流体存在脉冲压力导致加载不稳定的问题。
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1.一种用于空泡水洞实验装置的稳压加载系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述用于空泡水洞实验装置的稳压加载系统，其特征在于，所述稳压加载装置充入所述第二腔室中的气体密度小于空气。
3.根据权利要求1所述用于空泡水洞实验装置的稳压加载系统，其特征在于，所述供气装置包括空气压缩机以及与所述空气压缩机相连的储气罐，所述储气罐与所述第一腔室相连。
4.根据权利要求1所述用于空泡水洞实验装置的稳压加载系统，其特征在于，所述弹性隔膜两端的端口分别固定安装在所述筒体两端的端板上，两个所述端板上均设有与所述弹性隔膜同轴设置的通气口；
5.根据权利要求1所述用于空泡水洞实验装置的稳压加载系统，其特征在于，所述流体加载罐中实验用水的水面上具有油膜，用以将实验用水与空气隔开。
6.根据权利要求1所述用于空泡水洞实验装置的稳压加载系统，其特征在于，所述流体加载罐中装设有整流格栅，所述整流格栅位于实验用水中，并位于所述流体加载罐设置的输出口上方，所述输出口连接所述水洞装置。
7.根据权利要求1所述用于空泡水洞实验装置的稳压加
8.根据权利要求1所述用于空泡水洞实验装置的稳压加载系统，其特征在于，进一步包括工控机，所述供气装置与所述稳压筒之间的管路上安装有充气阀门，所述稳压加载装置与所述稳压筒之间的管路上安装有稳压阀门，所述流体加载罐上安装有加载气压表，所述稳压筒上装设有用于测量所述第二腔室气压的稳压气压表，所述流体加载罐与所述水洞装置之间的管路上装设有加载阀门；
9.根据权利要求8所述用于空泡水洞实验装置的稳压加载系统，其特征在于，所述工控机打开所述加载阀门时，控制所述充气阀门的开闭以及所述供气装置的运行，对所述流体加载罐补气以使所述加载气压保持在设定压力值。
10.根据权利要求8所述用于空泡水洞实验装置的稳压加载系统，其特征在于，所述流体加载罐上安装有加载液位计，所述工控机电连接所述加载液位计，所述加载液位计测量到实验用水的液位下降至最低液位阈值时，所述工控机关闭所述加载阀门。
...【技术特征摘要】
1.一种用于空泡水洞实验装置的稳压加载系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述用于空泡水洞实验装置的稳压加载系统，其特征在于，所述稳压加载装置充入所述第二腔室中的气体密度小于空气。
3.根据权利要求1所述用于空泡水洞实验装置的稳压加载系统，其特征在于，所述供气装置包括空气压缩机以及与所述空气压缩机相连的储气罐，所述储气罐与所述第一腔室相连。
4.根据权利要求1所述用于空泡水洞实验装置的稳压加载系统，其特征在于，所述弹性隔膜两端的端口分别固定安装在所述筒体两端的端板上，两个所述端板上均设有与所述弹性隔膜同轴设置的通气口；
5.根据权利要求1所述用于空泡水洞实验装置的稳压加载系统，其特征在于，所述流体加载罐中实验用水的水面上具有油膜，用以将实验用水与空气隔开。
6.根据权利要求1所述用于空泡水洞实验装置的稳压加载系统，其特征在于，所述流体加载罐中装设有整流格栅，所述整流格栅位于实验用水中，并位于所述流体加载罐设置的输出口上方，所述输出口连接所述水洞装置。
7.根据权利要求1所述用于空泡水洞实验...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪文杰，张霄，冯海暴，吴能友，孙高祚，陈志超，徐文龙，刘斌，尹占超，
申请(专利权)人：崂山国家实验室，
类型：发明
国别省市：
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