[发明专利]一种对流体摩擦阻力测试的试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种实验装置。具体地说是一种能够测试流体对不同表面结构摩擦阻力的试验装置。尤其适用于对非光滑表面减阻效果测试，及对射流表面减阻效果测试。

背景技术

目前可应用于对流体摩擦阻力测试的试验装置主要有水洞(风洞)装置与水池装置。

试验方法作为研究流体减阻的重要手段，对推进流体减阻理论的发展起到了非常重要的作用，很多重要的湍流现象都是首先在试验条件下得到的。随着减阻技术的快速发展，如何设计一个能够评估流体对不同表面结构摩擦阻力的试验装置显得尤为重要。在传统的流体动力学研究中主要采用水洞(风洞)和水槽等试验装置，但其造价高、耗资大、体积大、试验条件控制困难和试验模型复杂。现有的小型流体力学试验设备，如小型自循环实验装置，可以完成对管路局部损失试验、沿程损失试验、雷诺试验、伯努利方程试验、以及文丘里流量计标定等，但因其结构多采用封闭式圆管结构，大大限制了试验装置的测试应用领域，同时也不适合在管路中安放不同试验模型，及无法进行射流表面减阻试验。我国现有水池数量有限，建设设备齐全的水池费用昂贵，日常维护难度大，试验成本高。现有拖曳试验装置试验速度范围小，只局限于水池试验，受水池长度限制，试验费用昂贵。因此，如何用简单、可靠的试验装置，评估不同表面的减阻效果，为实际应用提供可靠的依据，仍然存在诸多问题。以上介绍试验装置对于实用教学或研究非光滑表面减阻结构较为适用，但由于成本高，限制因素多，无法广泛应用，且无法对射流表面减阻进行试验研究。因此，研究、制造一种先进的能够对流体摩擦阻力测试的试验装置是一项十分重要的任务。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单，操作容易，测试准确的对流体摩擦阻力测试的试验装置。

本发明的目的是这样实现的：

包括电机1、第一联轴器2、第二联轴器4、扭矩信号耦合器3、负载5，电机1通过第一联轴器2连接扭矩信号耦合器3，扭矩信号耦合器3通过第二联轴器4连接负载5；所述负载5主要包括与第二联轴器4连接的轴12，安装在轴12上的端盖密封环节部分II和试验样件环节部分III；所述端盖密封环节部分II主要由大端盖23、密封端盖24、密封筒28组成，大端盖23为固定件、安装在密封筒28上，密封端盖24为旋转件，与大端盖23端面相互接触；所述试验样件环节部分III主要由试验样件支撑架15、试验样件16、试验样件端盖18、轴端端盖21组成，试验样件支撑架15安装在轴12相应轴颈处与轴一同旋转，轴12端处通过轴端端盖21对试验样件支撑架15进行轴向固定，试验样件16安装在试验样件支撑架15上，试验样件端盖18安装在试验样件支撑架15的一侧。

本发明还可以包括：

1、还包括配水环节部分I，所述配水环节部分I由主要由连接筒7、密封端盖9、进水管连接架11、进水管路14组成，进水管连接架11安装在连接筒7内并与连接筒7连接，进水管连接架11与轴12之间留有间隙，在进水管连接架11两测各安装一个密封端盖9，进水管路14与进水管连接架11连接，所述轴12为空心轴，轴12的空心与进水管连接架11和试验样件支撑架15之间有联通孔。

2、在密封端盖24处设置第一螺管25。

3、在两个密封端盖9处设置第二螺管8。

4、在地儿螺管8与密封端盖9之间安装止动垫圈。

本发明即能够实现对非光滑表面结构减阻效果进行评估，还能够实现对射流表面结构减阻效果进行评估。该试验装置工作时，通过数据采集系统采集在不同试验样件情况下的扭矩信号值，进行数据比对，研究非光滑表面结构和射流表面结构的减阻特性。

本发明具有如下优点：数据采集系统结构简单，操作容易，测试准确；通过对不同试验样件试验过程所受摩擦扭矩的测试，进行对照分析、来量化不同表面结构的减阻效果；试验样件表面可根据需要加工出不同的非光滑表面结构(如V型、凹坑等)，或开有不同孔径、不同射流角度、不同数量、不同排布方式的射流口；本试验为对照试验，当某种情况试验样件试验完成后，只需更该试验样件即可，更换过程简单、操作容易、节约时间、降低使用成本；射流试验时，配水环节中的流体为常压状态，试验样件支撑架内腔体中流体靠自身在旋转过程中离心力的作用将配水环节中的流体吸入腔体内，由于内腔压强大于外腔体压强，内腔体中流体通过试验样件表面射流口向外喷射，达到射流目的，而不需要外界提供进水压力。

附图说明

图1：是试验装置结构图；

图2：是数据采集系统原理图；

图3：是负载部分结构图；

图4：是配水环节剖视图；

图5：是图4的A-A截面图；