[发明专利]一种适用于液滴碰撞的柔性壁面调节装置及方法

说明书

本发明的适用于液滴碰撞的柔性壁面调节装置，包括底座、支撑螺栓、实验基板和待测壁面，待测壁面的四周经粘结剂固定于实验基板的上表面上，通过将实验基板左侧的两支撑螺栓与右侧的两支撑螺栓调节至不同的高度，来调节待测壁面的倾角；所述待测壁面下方的实验基板上均匀开设有若干贯穿孔，贯穿孔中设置有壁面调节螺栓，壁面调节螺栓用于对待测壁面进行顶触施力，以使待测壁面呈现所需的曲面形状。本发明的柔性壁面调节装置及方法，可使待测壁面呈现出不同的倾斜角度，满足了液滴撞击壁面实验对倾斜壁面的要求；可使待测壁面呈现不同的曲面，满足了液滴撞击壁面实验对不同曲面形状壁面的要求。

技术领域

本发明涉及一种柔性壁面调节装置及方法，更具体的说，尤其涉及一种适用于液滴碰撞的柔性壁面调节装置及方法。

背景技术

液滴撞击现象广泛存在于自然界、农业和工程技术中。该现象因较强的质热传递能力，被广泛应用在能源、动力、化工、冶金和航空航天等领域，例如喷涂印刷、喷墨打印、喷雾冷却、油滴对气缸壁的撞击、农药喷洒时药剂液滴与农作物的碰撞等。液滴撞击现象涉及传热传质、流体力学等多种科学问题，由于其作用机理的复杂性及相关工业过程的重要性，近年来成为国内外工程研究的热点问题。

鉴于液滴撞击壁面现象的复杂性，实验研究法成为揭示液滴撞击现象机理的常用方法，因此设计一种能够反映工程实际中液滴撞击壁面多因素的试验装置势在必行。然而工程技术中存在液滴撞击倾斜和弯曲表面的现象，例如蒸汽透平装置中水滴对叶片的冲击，水平管降膜蒸发器中液滴沖击换热管表面，制药工业中对曲面或球形药物颗粒的喷雾包衣、涂层技术，此外被撞击物体有可能是高温状态，如对加热的金属表面进行喷雾冷却。因此如何发明一款能够满足多倾斜角度、柔性曲面、多种温度下的液滴撞击壁面调节装置成为满足液滴撞击壁面试验研究的关键所在。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种适用于液滴碰撞的柔性壁面调节装置及方法。

本发明的适用于液滴碰撞的柔性壁面调节装置，包括底座、支撑螺栓、实验基板和待测壁面，底座起固定和支撑作用；其特征在于：实验基板的左、右两端均间隔开设有两竖向螺栓孔，实验基板经与竖向螺栓孔相配合的四个支撑螺栓设置于底座上；待测壁面的四周经粘结剂固定于实验基板的上表面上，通过将实验基板左侧的两支撑螺栓与右侧的两支撑螺栓调节至不同的高度，来调节待测壁面的倾角；所述待测壁面下方的实验基板上均匀开设有若干贯穿孔，贯穿孔中设置有壁面调节螺栓，壁面调节螺栓用于对待测壁面进行顶触施力，以使待测壁面呈现所需的曲面形状。

本发明的适用于液滴碰撞的柔性壁面调节装置，所述底座上开设有相互平行的第一导向槽和第二导向槽，第一、第二导向槽中均设置有压紧弹簧，压紧弹簧两端的第一导向槽和第二导向槽中均放置有滑块，第一、第二导向槽两端的底座开设有纵向螺栓孔，纵向螺栓孔中设置有纵向调节螺栓，通过调节纵向调节螺栓在纵向螺栓孔的进给量来调节滑块在第一、第二导向槽中的位置；滑块上开设有与支撑螺栓的下端相配合的内光孔。

本发明的适用于液滴碰撞的柔性壁面调节装置，所述贯穿孔由下部的螺纹孔和上部的方形孔组成，所述壁面调节螺栓由下部的外螺纹部和上部的光杆部组成，光杆部的外围设置有导向套，光杆部的顶端为用于顶触待测壁面的弧形曲面，外螺纹部与螺纹孔相配合，导向套位于方形孔中。

本发明的适用于液滴碰撞的柔性壁面调节装置，所述实验基板上开设有多个横向的加热孔，加热孔位于贯穿孔的外侧或两相邻贯穿孔之间，加热孔中设置有加热棒。

本发明的适用于液滴碰撞的柔性壁面调节装置，所述支撑螺栓上设置有便于将其进行转动的六棱体。

本发明的适用于液滴碰撞的柔性壁面调节装置的调节方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：

a).参数测量，首先测量实验基板上左端竖向螺栓孔与右端竖向螺栓孔之间的距离，记为L；设实验要求的待测壁面的倾斜角度为θ；