本技術(shù)涉及空化射流設備，尤其是涉及一種多功能空化射流試驗裝置。

背景技術(shù)：

1、空化射流技術(shù)是一項基于水力空化原理的射流增強技術(shù)，通過特定的噴嘴結(jié)構(gòu)使得某些區(qū)域的壓力降低到液體飽和蒸汽壓以下，導致射流束中形成大量的空泡，在射流作用于目標物上時會破裂并在局部產(chǎn)生一定的高壓，增強了射流的沖蝕能力和效率，提高了清洗效果和破碎效果，而空化試驗裝置是開展空化研究的必要條件，通過可控參數(shù)試驗，探索、發(fā)現(xiàn)和驗證與空化形成、發(fā)展和潰滅相關的機理和規(guī)律。

2、通用空化試驗水洞是最常見的空化試驗裝置，主要用于研究水下航行器、流體機械的空化特性研究，但由于流速相對較低，短時間難以形成明顯的材料剝蝕，需要專用的空蝕試驗裝置，目前射流空蝕研究的標準裝置是符合astmg134標準的淹沒水射流實驗臺，利用高壓噴嘴在密封容器中產(chǎn)生高速射流空化，將試件放置在空化潰滅區(qū)域開展空蝕試驗，在此基礎上，現(xiàn)有技術(shù)中公開了一種水下空化射流清洗實驗臺，其包括：實驗臺框架，實驗臺框架上設有水槽；運動機構(gòu)，運動機構(gòu)包括第一運動裝置、第二運動裝置和第三運動裝置，第一運動裝置連接在實驗臺框架上，第二運動裝置連接在第一運動裝置上，第三運動裝置連接在第二運動裝置上，第一運動裝置帶動第二運動裝置沿第一方向移動，第二運動裝置帶動第三運動裝置沿第二方向移動；噴射裝置，安裝在第三運動裝置的端部上并延伸進水槽的實驗空間中，并且第三運動裝置帶動噴射裝置沿第三方向移動，其中，第一方向、第二方向和第三方向兩兩之間各不相同；控制設備，控制設備與運動機構(gòu)、噴射裝置均電性連接。

3、針對上述中的相關技術(shù)，公開的水下空化射流清洗試驗臺雖然可以通過調(diào)節(jié)射流速度、射流角度、作用靶距、噴嘴類型等試驗參數(shù)探究空蝕效果，但是，空化射流除了受到上述因素影響之外，還受到流場特性的影響，而水下空化射流清洗試驗臺無法完成流場特性對空化射流作用機理影響的研究。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了能夠研究流場特性對空化射流作用機理的影響，本技術(shù)提供一種多功能空化射流試驗裝置。

2、本技術(shù)提供的一種多功能空化射流試驗裝置采用如下的技術(shù)方案：

3、一種多功能空化射流試驗裝置，包括：

4、安裝框架；

5、循環(huán)水洞主體，所述循環(huán)水洞主體安裝于所述安裝框架上，所述循環(huán)水洞主體內(nèi)部形成水洞空間，且所述循環(huán)水洞主體上具有觀察窗口；

6、循環(huán)單元，所述循環(huán)單元連接于所述安裝框架上，且所述循環(huán)單元與所述循環(huán)水洞主體連接，用于改變水洞空間內(nèi)的液體流速和液體壓力；

7、空化噴嘴，所述空化噴嘴與所述循環(huán)水洞主體連接并位于水洞空間內(nèi)，且所述空化噴嘴發(fā)出的空化射流位于觀察窗口正對的區(qū)間內(nèi)。

8、通過采用上述技術(shù)方案，通過循環(huán)單元向循環(huán)水洞主體內(nèi)輸入液體，并通過調(diào)節(jié)循環(huán)單元的輸入?yún)?shù)如液體輸入速度改變循環(huán)水洞主體內(nèi)的液體流速，或者通過調(diào)節(jié)循環(huán)單元的輸入?yún)?shù)如液體輸入輸出量比改變循環(huán)水洞主體內(nèi)的液體壓強，然后外接的高壓單元向空化噴嘴內(nèi)輸入液體，液體經(jīng)由空化噴嘴噴出形成空化射流，空化射流的發(fā)出方向與循環(huán)水洞主體內(nèi)的液體流向保持平行，然后借助高速攝像機通過循環(huán)水洞主體上的觀察窗口記錄空化射流于不同液體流態(tài)下的空化形成、發(fā)展和潰滅過程，然后通過研究對比分析不同液體流態(tài)下的空化形成、發(fā)展和潰滅過程，完成流場特性對空化射流作用機理影響的研究；設計的多功能空化射流試驗裝置，通過循環(huán)水洞主體可以形成一個密閉的水洞空間，進而配合循環(huán)單元實現(xiàn)水洞空間內(nèi)流場特性如流體速度、液體壓強的控制，并且通過觀察窗口便于高速攝像機拍攝記錄空化射流于不同液體流態(tài)下的空化形成、發(fā)展和潰滅過程，通過空化噴嘴便于發(fā)出空化射流，以配合循環(huán)水洞主體和循環(huán)單元完成流場特性對空化射流作用機理影響的研究。

9、在一個具體的可實施方案中，所述循環(huán)水洞主體包括：

10、試驗段，所述試驗段與所述安裝框架連接，所述試驗段上連接有作為觀察窗口的透明視窗，所述空化噴嘴可拆卸固定連接于所述試驗段上，所述試驗段內(nèi)連接有用于夾持試驗樣件的夾具；

11、兩個穩(wěn)流段，兩個所述穩(wěn)流段關于所述試驗段對稱設置，且所述穩(wěn)流段與所述試驗段連接，所述循環(huán)單元的液體進出口分別與兩個所述穩(wěn)流段連接。

12、通過采用上述技術(shù)方案，設計的循環(huán)水洞主體，通過試驗段可以為空化噴嘴和穩(wěn)流段提供安裝基礎，通過透明視窗可以形成觀察窗口，通過夾具可以夾持待測物體，進而在不同流場特性下研究空化射流對待測物體的空蝕效果。

13、在一個具體的可實施方案中，所述穩(wěn)流段包括：

14、中空殼體，所述中空殼體與所述試驗段連接，且所述中空殼體與所述循環(huán)單元連接；

15、多孔隔板，所述多孔隔板安裝于所述中空殼體內(nèi)，且所述循環(huán)單元與所述中空殼體的連接處位于所述多孔隔板遠離所述試驗段一側(cè)；

16、多塊導流板，所述導流板與所述中空殼體連接，且所述導流板位于所述多孔隔板與所述試驗段之間。

17、通過采用上述技術(shù)方案，設計的穩(wěn)流段，通過中空殼體可以為多孔隔板和導流板提供安裝空間，并且配合試驗段形成水洞空間，通過多孔隔板可以減小液體來流的漩渦尺度，降低來流湍流度，通過導流板可以進一步的促進流體流動均勻化，進一步降低湍流度對流體流態(tài)穩(wěn)定性的影響，保障空化射流作用機理研究的準確性。

18、在一個具體的可實施方案中，所述中空殼體上可拆卸連接有檢修門。

19、通過采用上述技術(shù)方案，設計的檢修門，可以方便對多孔隔板和導流板進行清洗維修更換作業(yè)，并且能夠快速的取出多孔隔板處攔截的試驗殘留物。

20、在一個具體的可實施方案中，所述中空殼體朝向所述試驗段一側(cè)內(nèi)孔尺寸逐漸減小。

21、通過采用上述技術(shù)方案，設計的朝向試驗段一側(cè)內(nèi)孔尺寸逐漸減小的中空殼體，可以進一步的促進流體流動均勻化，進而降低湍流度對流體流態(tài)穩(wěn)定性的影響，保障空化射流作用機理研究的準確性。

22、在一個具體的可實施方案中，所述穩(wěn)流段上連接有安全閥和自動排氣閥。

23、通過采用上述技術(shù)方案，設計的安全閥和自動排氣閥，可以在水洞空間內(nèi)液體壓強過大時實現(xiàn)液體自動排出，通過自動排氣閥可以排出空化射流和水洞空間內(nèi)流場接觸后產(chǎn)生的氣泡。

24、在一個具體的可實施方案中，所述安裝框架上連接有置物架，所述置物架于所述循環(huán)水洞主體一側(cè)形成放置平臺。

25、通過采用上述技術(shù)方案，設計的置物架，可以便于放置高速攝像機等觀測記錄儀器和照明燈具。

26、在一個具體的可實施方案中，所述循環(huán)單元包括循環(huán)泵、水箱、至少一個過濾器、兩個電磁閥以及多根循環(huán)管；

27、所述循環(huán)泵、水箱以及過濾器之間通過所述循環(huán)管串聯(lián)形成循環(huán)主體，且所述循環(huán)管將循環(huán)主體與所述穩(wěn)流段連接；

28、所述電磁閥連接于所述循環(huán)管上，且兩個所述電磁閥分別位于所述循環(huán)泵的出水端和進水端。

29、通過采用上述技術(shù)方案，設計的循環(huán)單元，通過循環(huán)泵可以為水洞空間內(nèi)的液體循環(huán)提供動力，通過水箱可以暫存水洞空間內(nèi)增壓所需的額外液體，經(jīng)由過濾器可以實現(xiàn)液體的凈化，降低液體雜質(zhì)對空化射流作用機理研究或者對待測物體空蝕效果研究的影響，通過電磁閥啟閉可以實現(xiàn)水洞空間輸入輸出流量的控制，進而改變水洞空間內(nèi)的液體壓強，通過循環(huán)管可以串聯(lián)各部件形成完整回路。

30、在一個具體的可實施方案中，所述試驗段上連接有多個固定支腳，所述固定支腳上開設有水平設置的條形槽，且所述固定支腳與所述安裝框架之間的連接件穿過所述條形槽設置。

31、通過采用上述技術(shù)方案，設計的固定支腳，可以在實現(xiàn)試驗段安裝固定的同時完成試驗段水平向位置的調(diào)整。

32、在一個具體的可實施方案中，所述試驗段上可拆卸連接有蓋板，且所述試驗段上可拆卸連接有三軸平臺，所述空化噴嘴能夠安裝于所述三軸平臺上以實現(xiàn)空間三維運動。

33、通過采用上述技術(shù)方案，先將蓋板打開，然后將空化噴嘴與試驗段的連接結(jié)構(gòu)拆除，再將三軸平臺安裝于試驗段上，三軸平臺通過蓋板所對應的缺口伸入水洞空間內(nèi)固定空化噴嘴，然后三軸平臺帶動空化噴嘴按照預先設定的軌跡進行運動，使得空化噴嘴噴出的空化射流以不同的射流速度、射流角度和作用靶距等作用于待測物體上，進一步完善空化噴嘴以三維軌跡運動時所帶來的參數(shù)變化對待測物體空蝕效果影響的研究；設計的蓋板和三軸平臺，可以配合實現(xiàn)空化噴嘴的三維空間運動，進一步完善空化噴嘴以三維軌跡運動時所帶來的參數(shù)變化對待測物體空蝕效果影響的研究。

34、綜上所述，本技術(shù)包括以下至少一種有益技術(shù)效果：

35、1.設計的多功能空化射流試驗裝置，通過循環(huán)水洞主體可以形成一個密閉的水洞空間，進而配合循環(huán)單元實現(xiàn)水洞空間內(nèi)流場特性如流體速度、液體壓強的控制，并且通過觀察窗口便于高速攝像機拍攝記錄空化射流于不同液體流態(tài)下的空化形成、發(fā)展和潰滅過程，通過空化噴嘴便于發(fā)出空化射流，以配合循環(huán)水洞主體和循環(huán)單元完成流場特性對空化射流作用機理影響的研究。

36、2.設計的多功能空化射流試驗裝置，通過中空殼體可以為多孔隔板和導流板提供安裝空間，并且配合試驗段形成水洞空間，通過多孔隔板可以減小液體來流的漩渦尺度，降低來流湍流度，通過導流板可以進一步的促進流體流動均勻化，進一步降低湍流度對流體流態(tài)穩(wěn)定性的影響，保障空化射流作用機理研究的準確性。

37、3.設計的多功能空化射流試驗裝置，通過蓋板和三軸平臺，可以配合實現(xiàn)空化噴嘴的三維空間運動，進一步完善空化噴嘴以三維軌跡運動時所帶來的參數(shù)變化對待測物體空蝕效果影響的研究。