[发明专利]一种可模拟各向同性和各项异性湍流场中喷射与雾化过程的定容实验装置

权利要求书

1.一种可模拟各向同性和各项异性湍流场中喷射与雾化过程的定容实验装置，该装置包括：

定容腔体，该腔体上开设有两个光学视窗安装孔、一个燃料喷射器安装孔以及若干用于安装压力传感器、温度传感器、加热棒以及其他辅助功能设备的安装孔；

轴流扇叶器和多孔孔板，该轴流扇叶器通过磁力与电机链接，利用其转动在所述腔体内形成初始旋流，再由多孔孔板把旋流转换为射流流束，利用射流流束的碰撞实现目标湍流流场的营造；

旋转电机及变频器，通过变频器控制电机旋转端子的转速，通过传动令轴流扇叶器转动；

磁力联轴器，通过磁力无接触式联结旋转电机的旋转端子和轴流扇叶器；

电子控制系统，可以对每台变频器进行独立控制，且可对喷射器、包括压力传感系统、温度传感系统、光学测试系统以及其他外接辅助系统进行综合控制。

2.根据权利要求1所述的定容实验装置，其中，所述的定容腔体为圆柱形空间结构，其径长比应该设计在35％及以上；内腔体母线上开设有多条槽道。

3.根据权利要求1所述的定容实验装置，其中，所述的两个光学视窗孔按照对置形式布置，且光学视窗直径应该设计在圆柱体直径的60％及以上。

4.根据权利要求1所述的定容实验装置，其中，所述的轴流扇叶器共计两个，彼此结构完全相同，扇叶器的材料为导磁性材料，具体可设计为任意结构和叶数；轴流扇叶器的尺寸应该设计在腔体内径的80％至100％之间。

5.根据权利要求1所述的定容实验装置，其中，所述的多孔孔板共计两个，在两个轴流扇叶器的前端，通过槽道安装固定于所述的腔体内；孔板的材质为不可燃、耐高压材料即可。

6.根据权利要求1所述的定容实验装置，其中，所述的电极为旋转式电机，且每台电机由一台变频器独立控制。

7.根据权利要求1所述的定容实验装置，其中，联轴器为磁力联轴器，通过磁力联结扇叶器和电机。

8.根据权利要求1所述的定容实验装置，其中，喷射器安装在腔体母线的中心位置处，通过适配套筒与所述腔体固定连接。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的定容实验装置中，当两台轴流扇叶器按照相同转速依照相同方向转动，且前置孔板为多孔均布且结构和安装位置(包括角度和距离)相同时，可在球形腔体中心区域内形成各向同性的湍流流场。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的定容实验装置中，改变多孔均布孔板的安装位置即可在保持湍流尺度不变的前提下改变湍流强度，改变多孔均布孔板的孔径和孔数时可以同时改变湍流的强度和尺度。

11.根据权利要求1至8中任一项所述的定容实验装置中，当仅有一台扇叶器转动时，可在球形腔体内形成有主流的湍流流场。

12.根据权利要求1至8中任一项所述的定容实验装置中，当两轴流扇叶器在扇叶器转动速度和转动方向上存在不一致时或是孔板的结构和安装位置不一致时，可在腔体内形成各类复杂的各向异性的湍流流场。