評估仿生射流表面旋成體壁面減阻效果的試驗裝置及試驗方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供評估仿生射流表面旋成體壁面減阻效果的試驗裝置及試驗方法，包括水池、滑塊、步進電機、泵，步進電機連接滑塊并驅(qū)動滑塊移動，滑塊通過連桿連接旋成體壁面模型，旋成體壁面模型位于水池里，旋成體壁面模型里設(shè)置有射流管道，旋成體壁面模型上分別設(shè)置射流孔和射流軟管，射流孔和射流軟管分別和射流管道相連通，射流軟管通過射流管路與泵相連，射流管路上安裝球閥和流量計，泵與水池相連通；所述的旋成體壁面模型包括光滑表面旋成體壁面模型和仿生射流表面旋成體壁面模型。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對仿生射流表面旋成體壁面減阻效果測試、非光滑表面旋成體壁面結(jié)構(gòu)減阻效果測試及表面涂層減阻效果測試，操作容易，測試結(jié)果準確。
【專利說明】評估仿生射流表面旋成體壁面減阻效果的試驗裝置及試驗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是ー種試驗裝置及試驗方法，具體地說是表面結(jié)構(gòu)摩擦阻力的試驗裝置及試驗方法。
【背景技術(shù)】
[0002]運輸工具在水中行進時的主要能耗是用來克服行進阻力，因此進行阻力分析和減小阻力，對于節(jié)約能源、改善工作狀況，提高工作效能具有重要意義。為了評估仿生射流表面的減阻特性，在旋成體壁面上應(yīng)用仿生射流減阻技術(shù)，加工出仿生射流表面旋成體壁面測試模型，通過與光滑表面旋成體壁面測試模型進行對比來衡量仿生射流表面的減阻效果。
[0003]目前，評估仿生射流表面減阻效果的試驗裝置較少，且多集中在旋轉(zhuǎn)射流測試方法，如專利申請?zhí)枮?201110089369.0，名稱為“評估仿生非光滑表面及仿生射流表面減阻效果的試驗裝置”和專利申請?zhí)枮?201120070969.8，名稱為“ー種對摩擦阻カ測試的試驗裝置”，通過筒體的旋轉(zhuǎn)為主流場速度提供動カ，流速不好控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供能夠?qū)崿F(xiàn)對仿生射流表面減阻效果測試、非光滑表面結(jié)構(gòu)減阻效果測試、表面涂覆涂層減阻效果測試的評估仿生射流表面旋成體壁面減阻效果的試驗裝置及試驗方法。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明評估仿生射流表面旋成體壁面減阻效果的試驗裝置，其特征是:包括水池、滑塊、步進電機、泵，步進電機連接滑塊并驅(qū)動滑塊移動，滑塊通過連桿連接旋成體壁面模型，旋成體壁面模型位于水池里，旋成體壁面模型里設(shè)置有射流管道，旋成體壁面模型上分別設(shè)置射流孔和射流軟管，射流孔和射流軟管分別和射流管道相連通，射流軟管通過射流管路與泵相連，射流管路上安裝球閥和流量計，泵與水池相連通；所述的旋成體壁面模型包括光滑表面旋成體壁面模型和仿生射流表面旋成體壁面模型。
[0007]本發(fā)明評估仿生射流表面旋成體壁面減阻效果的試驗裝置還可以包括:
[0008]1、泵與球閥之間的射流管路上設(shè)置回流管路，回流管路連通水池，回流管路上安裝溢流閥。
[0009]2、旋成體壁面模型與連桿之間的連接角度可調(diào)。
[0010]本發(fā)明評估仿生射流表面旋成體壁面減阻效果的試驗方法，其特征是:采用如下試驗裝置:包括水池、滑塊、步進電機、泵，步進電機連接滑塊并驅(qū)動滑塊移動，滑塊通過連桿連接旋成體壁面模型，旋成體壁面模型位于水池里，旋成體壁面模型里設(shè)置有射流管道，旋成體壁面模型上分別設(shè)置射流孔和射流軟管，射流孔和射流軟管分別和射流管道相連通，射流軟管通過射流管路與泵相連，射流管路上安裝球閥和流量計，泵與水池相連通；[0011 ] (I)將光滑表面旋成體壁面模型通過連桿與滑塊相連接，步進電機啟動，通過伺服混合式步進電機驅(qū)動器控制步進電機的轉(zhuǎn)速，從而帶動滑塊運動，檢測光滑表面旋成體壁面模型在速度V時步進電機的驅(qū)動功率Ps ；
[0012](2)將仿生射流表面旋成體壁面模型通過連桿與滑塊相連接，步進電機啟動，通過伺服混合式步進電機驅(qū)動器控制步進電機的轉(zhuǎn)速，從而帶動滑塊運動，打開球閥，調(diào)節(jié)射流管路的流量，繼而得出射流入ロ的速度，同時檢測仿生射流表面旋成體壁面模型速度為V時的步進電機的驅(qū)動功率Pj ；
[0013](3)仿生射流表面旋成體壁面的減阻效果通過減阻率DR來表面，則:
【權(quán)利要求】
1.評估仿生射流表面旋成體壁面減阻效果的試驗裝置，其特征是:包括水池、滑塊、步進電機、泵，步進電機連接滑塊并驅(qū)動滑塊移動，滑塊通過連桿連接旋成體壁面模型，旋成體壁面模型位于水池里，旋成體壁面模型里設(shè)置有射流管道，旋成體壁面模型上分別設(shè)置射流孔和射流軟管，射流孔和射流軟管分別和射流管道相連通，射流軟管通過射流管路與泵相連，射流管路上安裝球閥和流量計，泵與水池相連通；所述的旋成體壁面模型包括光滑表面旋成體壁面模型和仿生射流表面旋成體壁面模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評估仿生射流表面旋成體壁面減阻效果的試驗裝置，其特征是:泵與球閥之間的射流管路上設(shè)置回流管路，回流管路連通水池，回流管路上安裝溢流閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的評估仿生射流表面旋成體壁面減阻效果的試驗裝置，其特征是:旋成體壁面模型與連桿之間的連接角度可調(diào)。
4.評估仿生射流表面旋成體壁面減阻效果的試驗方法，其特征是:采用如下試驗裝置:包括水池、滑塊、步進電機、泵，步進電機連接滑塊并驅(qū)動滑塊移動，滑塊通過連桿連接旋成體壁面模型，旋成體壁面模型位于水池里，旋成體壁面模型里設(shè)置有射流管道，旋成體壁面模型上分別設(shè)置射流孔和射流軟管，射流孔和射流軟管分別和射流管道相連通，射流軟管通過射流管路與泵相連，射流管路上安裝球閥和流量計，泵與水池相連通； (I)將光滑表面旋成體壁面模型通過連桿與滑塊相連接，步進電機啟動，通過伺服混合式步進電機驅(qū)動器控制步進電機的轉(zhuǎn)速，從而帶動滑塊運動，檢測光滑表面旋成體壁面模型在速度V時步進電機的驅(qū)動功率Ps ； (2 )將仿生射流表面旋成體壁面模型通過連桿與滑塊相連接，步進電機啟動，通過伺服混合式步進電機驅(qū)動器控制步進電機的轉(zhuǎn)速，從而帶動滑塊運動，打開球閥，調(diào)節(jié)射流管路的流量，繼而得出射流入ロ的速度，同時檢測仿生射流表面旋成體壁面模型速度為V時的步進電機的驅(qū)動功率Pパ (3)仿生射流表面旋成體壁面的減阻效果通過減阻率DR來表面，則:
【文檔編號】G01M10/00GK103592104SQ201310585638
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】趙剛, 李芳 , 劉維新, 劉文博, 李照遠, 孫壯志 申請人:哈爾濱工程大學(xué)