[发明专利]一种多功能雾化试验系统

权利要求书

1.一种多功能雾化实验系统，其特征在于：包括高压雾化实验系统、常压雾化实验系统和推进剂供应系统；

高压雾化实验系统包括高压雾化舱和喷雾锥角测量装置一；

高压雾化舱的侧壁设置有至少两个位于同一直线的观察窗；喷雾锥角测量装置一能通过观察窗对高压雾化舱中喷嘴喷射的喷雾进行锥角角度的测量；

常压雾化实验系统包括常压喷雾装置、喷雾锥角测量装置二和喷雾粒径测量装置；

常压喷雾装置包括喷嘴和喷嘴高度调节架；喷嘴安装在喷嘴高度调节架的中心，喷嘴高度调节架的高度能够升降；

喷雾锥角测量装置二能对喷嘴高度调节架上喷嘴喷射的喷雾进行锥角角度的测量；

喷雾粒径测量装置包括高度升降架、滑杆和激光粒度仪；

高度升降架罩设在喷嘴高度调节架上喷嘴的外周，且高度能够升降；

滑杆滑动安装在高度升降架顶部，且能前后或左右滑移；

激光粒度仪的激光发射端和激光接收端对称布设在喷嘴高度调节架上喷嘴的两侧，激光粒度仪的激光发射端和激光接收端的顶端均安装在滑杆上；

推进剂供应系统能用于为高压雾化舱中喷嘴或喷嘴高度调节架上喷嘴提供气液或液液两组元推进剂。

2.根据权利要求1所述的多功能雾化实验系统，其特征在于：高压雾化舱的观察窗上均设置有疏水薄膜。

3.根据权利要求1所述的多功能雾化实验系统，其特征在于：喷雾锥角测量装置一和喷雾锥角测量装置二均包括背景光源、半透明板和高速相机；

喷雾锥角测量装置一中背景光源和半透明板设置在高压雾化舱一侧，且正对观察窗；高速相机设置在高压雾化舱一侧，且正对观察窗。

4.根据权利要求3所述的多功能雾化实验系统，其特征在于：半透明板为磨砂半透明板。

5.根据权利要求1所述的多功能雾化实验系统，其特征在于：推进剂供应系统包括储液罐一、储液罐二和储气罐；储液罐一和储液罐二均通过供液管路与对应喷嘴中的推进剂通道一相连通；储液罐一和储液罐二的供液管路上均连接有流量脉动器；储气罐通过供气管路与对应喷嘴中的推进剂通道二相连通。

6.根据权利要求5所述的多功能雾化实验系统，其特征在于：储液罐一和储液罐二的供液管路上均还设置有供液阀、供液流量计、供液电磁阀和压力传感器；供气管路上设置有供气阀、供气流量计、供气电磁阀和压力传感器。

7.根据权利要求5所述的多功能雾化实验系统，其特征在于：储液罐一、储液罐二和储气罐上均设置有压力表。

8.根据权利要求5所述的多功能雾化实验系统，其特征在于：能够用于计算喷雾锥角α，具体计算方法，包括如下步骤：

步骤1、图片拍摄：高速相机按照设定时间间隔，连续拍摄500张瞬时的锥形喷雾照片，从而能够避免两相流的不稳定性，喷雾角的波动；

步骤2、时均处理：将步骤1拍摄的500张锥形喷雾照片，进行时均处理，获得时均处理图像；

步骤3、灰度处理：将步骤2获取的时均处理图像，转换为灰度图像；

步骤4、边界提取：运用主动轮廓模型分割技术，经过数次迭代检索，提取图像边界，边界提取后的图像；

步骤5、计算喷雾锥角α：根据步骤4提取的边界图像，将图像边界与垂线的夹角确定为α/2。

9.根据权利要求8所述的多功能雾化实验系统，其特征在于：喷雾锥角α的计算方法，还包括步骤6、计算液膜破碎长度，具体包括如下步骤：

步骤6A、确定像素长度：根据步骤4提取的边界图像，测量得到边界图像上喷嘴出口的测量直径D1；结合喷嘴出口的实际直径值D，得到边界图像中每个像素的长度值K，则K= D1/D；

步骤6B、寻找液膜破碎位置：根据步骤4提取的边界图像，测量得到边界图像中锥形喷雾的垂向高度H；然后，以喷嘴出口作为起点，则50%H对应的锥形喷雾位置，即为寻找得到的液膜破碎位置；

步骤6C、测量液膜破碎图像长度值L1：在液膜破碎位置处，将与喷嘴出口直径相平行的锥形喷雾直径，作为液膜破碎图像长度，测量得到液膜破碎图像长度值为L1；

步骤6D、计算液膜破碎长度L，具体计算公式为：L= L1/K。