評(píng)估仿生射流表面旋成體壁面減阻效果的試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供評(píng)估仿生射流表面旋成體壁面減阻效果的試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，包括水池、滑塊、步進(jìn)電機(jī)、泵，步進(jìn)電機(jī)連接滑塊并驅(qū)動(dòng)滑塊移動(dòng)，滑塊通過(guò)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(guò)射流管路與泵相連，射流管路上安裝球閥和流量計(jì)，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(duì)仿生射流表面旋成體壁面減阻效果測(cè)試、非光滑表面旋成體壁面結(jié)構(gòu)減阻效果測(cè)試及表面涂層減阻效果測(cè)試，操作容易，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確。
【專利說(shuō)明】評(píng)估仿生射流表面旋成體壁面減阻效果的試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是ー種試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，具體地說(shuō)是表面結(jié)構(gòu)摩擦阻力的試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]運(yùn)輸工具在水中行進(jìn)時(shí)的主要能耗是用來(lái)克服行進(jìn)阻力，因此進(jìn)行阻力分析和減小阻力，對(duì)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(píng)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(cè)試模型，通過(guò)與光滑表面旋成體壁面測(cè)試模型進(jìn)行對(duì)比來(lái)衡量仿生射流表面的減阻效果。
[0003]目前，評(píng)估仿生射流表面減阻效果的試驗(yàn)裝置較少，且多集中在旋轉(zhuǎn)射流測(cè)試方法，如專利申請(qǐng)?zhí)枮?201110089369.0，名稱為“評(píng)估仿生非光滑表面及仿生射流表面減阻效果的試驗(yàn)裝置”和專利申請(qǐng)?zhí)枮?201120070969.8，名稱為“ー種對(duì)摩擦阻カ測(cè)試的試驗(yàn)裝置”，通過(guò)筒體的旋轉(zhuǎn)為主流場(chǎng)速度提供動(dòng)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(duì)仿生射流表面減阻效果測(cè)試、非光滑表面結(jié)構(gòu)減阻效果測(cè)試、表面涂覆涂層減阻效果測(cè)試的評(píng)估仿生射流表面旋成體壁面減阻效果的試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明評(píng)估仿生射流表面旋成體壁面減阻效果的試驗(yàn)裝置，其特征是:包括水池、滑塊、步進(jìn)電機(jī)、泵，步進(jìn)電機(jī)連接滑塊并驅(qū)動(dòng)滑塊移動(dòng)，滑塊通過(guò)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(guò)射流管路與泵相連，射流管路上安裝球閥和流量計(jì)，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(píng)估仿生射流表面旋成體壁面減阻效果的試驗(yàn)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(píng)估仿生射流表面旋成體壁面減阻效果的試驗(yàn)方法，其特征是:采用如下試驗(yàn)裝置:包括水池、滑塊、步進(jìn)電機(jī)、泵，步進(jìn)電機(jī)連接滑塊并驅(qū)動(dòng)滑塊移動(dòng)，滑塊通過(guò)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(guò)射流管路與泵相連，射流管路上安裝球閥和流量計(jì)，泵與水池相連通；[0011 ] (I)將光滑表面旋成體壁面模型通過(guò)連桿與滑塊相連接，步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)，通過(guò)伺服混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而帶動(dòng)滑塊運(yùn)動(dòng)，檢測(cè)光滑表面旋成體壁面模型在速度V時(shí)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率Ps ；
[0012](2)將仿生射流表面旋成體壁面模型通過(guò)連桿與滑塊相連接，步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)，通過(guò)伺服混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而帶動(dòng)滑塊運(yùn)動(dòng)，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(shí)檢測(cè)仿生射流表面旋成體壁面模型速度為V時(shí)的步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率Pj ；
[0013](3)仿生射流表面旋成體壁面的減阻效果通過(guò)減阻率DR來(lái)表面，則:
【權(quán)利要求】
1.評(píng)估仿生射流表面旋成體壁面減阻效果的試驗(yàn)裝置，其特征是:包括水池、滑塊、步進(jìn)電機(jī)、泵，步進(jìn)電機(jī)連接滑塊并驅(qū)動(dòng)滑塊移動(dòng)，滑塊通過(guò)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(guò)射流管路與泵相連，射流管路上安裝球閥和流量計(jì)，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(píng)估仿生射流表面旋成體壁面減阻效果的試驗(yàn)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(píng)估仿生射流表面旋成體壁面減阻效果的試驗(yàn)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(píng)估仿生射流表面旋成體壁面減阻效果的試驗(yàn)方法，其特征是:采用如下試驗(yàn)裝置:包括水池、滑塊、步進(jìn)電機(jī)、泵，步進(jìn)電機(jī)連接滑塊并驅(qū)動(dòng)滑塊移動(dòng)，滑塊通過(guò)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(guò)射流管路與泵相連，射流管路上安裝球閥和流量計(jì)，泵與水池相連通； (I)將光滑表面旋成體壁面模型通過(guò)連桿與滑塊相連接，步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)，通過(guò)伺服混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而帶動(dòng)滑塊運(yùn)動(dòng)，檢測(cè)光滑表面旋成體壁面模型在速度V時(shí)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率Ps ； (2 )將仿生射流表面旋成體壁面模型通過(guò)連桿與滑塊相連接，步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)，通過(guò)伺服混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而帶動(dòng)滑塊運(yùn)動(dòng)，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(shí)檢測(cè)仿生射流表面旋成體壁面模型速度為V時(shí)的步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率Pパ (3)仿生射流表面旋成體壁面的減阻效果通過(guò)減阻率DR來(lái)表面，則:
【文檔編號(hào)】G01M10/00GK103592104SQ201310585638
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)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(yuǎn), 孫壯志 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)