[实用新型]液力变矩器叶片边界层流动测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于流体力学实验技术领域，具体涉及一种液力变矩器叶片边界层流动测量装置。

背景技术

粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry简称PIV)作为一种全新的无扰、瞬态、全场速度测量方法，在流体力学及空气动力学研究领域具有极高的学术意义和实用价值。PIV技术原理是在流场中布撒大量示踪粒子(小于10微米)跟随流场运动(水中使用密度接近水的空心玻璃微珠)，把激光束经过组合透镜扩束成片光照明流场，使用数字相机拍摄流场照片，得到的前后两帧粒子图像，对图像中的粒子图像进行互相关计算得到流场一个切面内定量的速度分布。进一步处理可得流场涡量、流线以及等速度线等流场特性参数分布。作为一种全场、非接触、无干扰、高精度的流动测量方法，PIV适用于湍流等非定常流动流场的测量，在液力变矩器等复杂的旋转流体机械流场测量中得到广泛应用。

目前，液力变矩器流场测量限于主流区域上的流场测量，现有实验测量装置和方法无法满足液力变矩器局部流动区域上的流场测量，尤其是对于液力变矩器叶片近壁面边界层流动区域上的流场精确测量，成为液力变矩器流场实验研究的瓶颈问题。创新液力变矩器叶片边界层流场实验测量装置和实验测量方法，对于深入研究液力变矩器叶片边界层流场结构演化规律，完善液力变矩器内部流动机理，推动液力变矩器现代设计理论与方法具有重要意义和作用。

发明内容

针对上述现有技术中所存在的不足，本实用新型提供了一种液力变矩器叶片边界层流动测量装置，可实现不同叶片进、出口角度设计方案下，实时采集标定图像和叶片边界层流场图像，基于流场结构特征演化规律的变化，分析叶片角度对于液力变矩器边界层流场结构的影响，优化液力变矩器叶片最佳进、出口角，为液力变矩器系列化设计提供重要的实验方法与参考经验。结合说明书附图，本实用新型的技术方案如下：

液力变矩器叶片边界层流动测量装置，由水泵1、流量控制阀2、压力表、实验水洞5、激光发生器6、标定板7、叶片角度调整机构9、高清CCD相机10、流量计11、水箱12和计算机14组成，所述水箱12、水泵1、实验水洞5、水箱12依次通过管路连接形成循环回路，所述流量计11和流量控制阀2依次安装在水箱12与下游的水泵1的连接管路上，两个所述压力表分别安装在实验水洞5的进出口处，所述激光发生器6安装在实验水洞5上方，所述标定板7安装在实验水洞5内部的卡槽内，所述高清CCD相机10的光轴垂直于标定板7，所述高清CCD相机10与所述计算机14信号连接，高清CCD相机10将获取的图片信息输送至计算机14，叶片角度调整机构9安装在实验水洞5的背板上，待测量的叶片通过叶片角度调整机构9安装在实验水洞5内。

液力变矩器叶片边界层流动测量装置，其中，所述叶片角度调整机构9由固定尺907、活动连杆906、支撑连杆905、固定连杆904、定位长轴903、短连杆902以及螺母901组成；

所述固定尺907固定在实验水洞5的背板外侧，活动连杆906滑动安装在固定尺907的滑槽内，并通过固定尺907侧面的紧定螺钉固定，支撑连杆905与活动连杆906通过凹槽与凸块线性配合连接，所述固定连杆904一端铰接于支撑连杆905，另一端与定位长轴903固定连接，所述定位长轴903沿轴向穿过叶片8，定位长轴903加工有外螺纹，通过螺母901对叶片8前端限位，短连杆902位于叶片8的后端，短连杆902一端与定位长轴903固定，另一端通过定位销轴与叶片8连接，所述定位销轴与短连杆902垂直，短连杆902与定位长轴903垂直，定位长轴903与定位销轴平行，定位长轴903、短连杆902和定位销轴对叶片8在圆周方向限位，螺母901、定位长轴903和短连杆902对叶片8在轴向限位，通过滑动活动连杆906实现对端部的叶片8的旋转，进而改变叶片8的角度。

进一步地，所述固定连杆904、定位长轴903、短连杆902以及螺母901均上下平行成对设置，两个待测量的叶片8分别安装在两个定位长轴903的端部，实现同步改变角度。

进一步地，所述固定尺907和活动连杆906上均设有刻度，其中，所述活动连杆906上平均刻有一列1mm/格的刻线，在固定尺907上刻有20个格，每个格的间距为0.95mm，通过活动连杆906上的刻度值与固定尺907上刻度值的差值来定量控制活动连杆906的滑动量。