專利名稱：基于氣動(dòng)突片技術(shù)的piv實(shí)驗(yàn)粒子摻混器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種Piv實(shí)驗(yàn)粒子摻混器。
背景技術(shù)：
PIV實(shí)驗(yàn)粒子的濃度情況，對(duì)PIV實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒χ陵P(guān)重要。特別對(duì)于直連式風(fēng)洞的 PIV實(shí)驗(yàn)，如何保證實(shí)驗(yàn)粒子在一定的時(shí)間內(nèi)都能有一個(gè)較為穩(wěn)定的顆粒濃度，一直以來(lái)都是該領(lǐng)域的技術(shù)難點(diǎn)。目前，一個(gè)解決方案就是在實(shí)驗(yàn)段進(jìn)口前設(shè)置一個(gè)體積龐大的粒子摻混器，但是由于粒子摻混器的進(jìn)氣總管直徑和距離的限制，導(dǎo)致了主流氣流未能充分地沖擊PIV示蹤粒子盛放濾芯盤，使得PIV粒子在該粒子摻混器中摻混效果不佳。因此，如何在有限的進(jìn)氣總管直徑和有效的距離內(nèi)，降低進(jìn)氣總管氣流的勢(shì)流核心區(qū)，增加其卷席能力是實(shí)驗(yàn)人員面臨的難題。利用傳統(tǒng)的固體摻混器，將帶來(lái)很大的流動(dòng)總壓損失，特別是對(duì)高速的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)。由此研究氣動(dòng)手段提高PIV實(shí)驗(yàn)粒子摻混狀況是一個(gè)技術(shù)突破點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于氣動(dòng)突片技術(shù)的PIV實(shí)驗(yàn)粒子摻混器，其通過(guò)在進(jìn)氣總管出口處設(shè)置了氣動(dòng)突片射流，在噴管出口處形成流向渦，從而改善了粒子摻混器中的Piv粒子的摻混效果。為實(shí)現(xiàn)以上的技術(shù)目的，本發(fā)明將采取以下的技術(shù)方案
一種基于氣動(dòng)突片技術(shù)的PIV實(shí)驗(yàn)粒子摻混器，包括摻混罐以及用于盛放PIV示蹤粒子的濾芯盤；所述濾芯盤置于摻混罐內(nèi)，且摻混罐分別設(shè)置進(jìn)氣總管和出氣管，所述進(jìn)氣總管的出口位置附近周向均布?xì)鈩?dòng)突片，該氣動(dòng)突片包括氣動(dòng)突片噴管以及控制該氣動(dòng)突片噴管噴射流量的射流控制機(jī)構(gòu)，所述氣動(dòng)突片噴管的噴射口面向進(jìn)氣總管的主流區(qū)設(shè)置， 而氣動(dòng)突片噴管的進(jìn)氣口則與旁路氣流連通，且氣動(dòng)突片噴管所噴射出的氣流的總壓高于進(jìn)氣總管中氣流總壓。所述氣動(dòng)突片噴管的軸線與進(jìn)氣總管軸線的交角為30-150°C。所述氣動(dòng)突片噴管的噴射口形狀為圓形、橢圓形、矩形或者任意多邊形。所述射流控制機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有用于控制氣動(dòng)突片噴管進(jìn)行脈沖噴射氣流的脈沖控制裝置。所述旁路氣流的總壓高于進(jìn)氣總管的氣流總壓。根據(jù)以上的技術(shù)方案，可以實(shí)現(xiàn)以下的有益效果
1、本發(fā)明所述PIV實(shí)驗(yàn)粒子摻混器，其在進(jìn)氣總管出口位置的附近周向均布?xì)鈩?dòng)突片，則氣動(dòng)突片在工作時(shí)，會(huì)在進(jìn)氣總管的主流道內(nèi)形成一個(gè)氣動(dòng)柱面，通過(guò)有序的布置能夠保證進(jìn)氣總管內(nèi)的主流在氣動(dòng)突片的噴射過(guò)程中會(huì)在噴管出口處沿周向形成較為均勻的流向渦發(fā)生點(diǎn)，從而縮短了進(jìn)氣氣流的勢(shì)流核心區(qū)，增加了其卷吸能力，使得氣流在較短的距離上獲得了很好的摻混效果，促使Piv粒子在摻混罐中獲得很好的摻混，
2、所述氣動(dòng)突片的噴射流量由氣動(dòng)突片控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)。所述噴射流量可以是連續(xù)性噴射也可以按照某一恒定或者變化的頻率進(jìn)行噴射。這一措施促使了氣動(dòng)突片技術(shù)可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要的實(shí)際工作狀況，進(jìn)行自主的調(diào)節(jié)和適應(yīng)，根據(jù)不同的工況，調(diào)節(jié)氣動(dòng)突片噴管組的噴射流量，從而改變氣動(dòng)突片氣動(dòng)外形，及改善任意時(shí)刻的摻混效果。同時(shí)脈沖噴射和連續(xù)性噴射這兩種噴射手段，使氣動(dòng)突片更加靈活，摻混效果更優(yōu)。


圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意其中摻混罐1、濾芯盤2、進(jìn)氣總管3、氣動(dòng)突片4、出氣管5。
具體實(shí)施例方式附圖非限制性地公開(kāi)了本實(shí)用新型所涉及優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；以下將結(jié)合附圖詳細(xì)地說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。如圖1所示，其公開(kāi)了本發(fā)明所述的基于氣動(dòng)突片技術(shù)的PIV實(shí)驗(yàn)粒子摻混器，包括摻混罐1、濾芯盤2、進(jìn)氣總管3、氣動(dòng)突片4、出氣管5，所述氣動(dòng)突片4包括氣動(dòng)突片噴管和射流控制機(jī)構(gòu)組成。氣動(dòng)突片噴管繞著進(jìn)氣總管沿周向設(shè)置，數(shù)目根據(jù)進(jìn)氣總管的直徑和摻混效果的需要進(jìn)行選擇，一般小于8個(gè)，氣動(dòng)突片噴管的噴射口形狀可以為圓形、橢圓形、矩形或者任意多邊形。所述的氣動(dòng)突片噴管的軸向與進(jìn)氣總管軸向成30°至150°。氣動(dòng)突片在工作時(shí)，會(huì)在主流道內(nèi)形成一個(gè)氣動(dòng)柱面，通過(guò)有序的布置就能夠保證主流在噴射過(guò)程中會(huì)在噴管出口處沿周向形成較為均勻的流向渦發(fā)生點(diǎn)，從而縮短了進(jìn)氣氣流的勢(shì)流核心區(qū)，增加了其卷吸能力，使得氣流在較短的距離上獲得了很好的摻混效果，使得PIV 粒子在摻混罐中獲得很好的摻混。所述射流控制機(jī)構(gòu)，具有一個(gè)控制芯片，并且芯片內(nèi)集成有控制程序，該射流控制機(jī)構(gòu)根據(jù)PIV實(shí)驗(yàn)的實(shí)際工況進(jìn)行自主調(diào)節(jié)氣動(dòng)突片射流噴注孔的噴射流量，PIV實(shí)驗(yàn)的實(shí)際工況一般根據(jù)觀測(cè)進(jìn)氣總管流量來(lái)進(jìn)行表征。不同的進(jìn)氣總管流量需要對(duì)應(yīng)不同的氣動(dòng)突片噴射壓力和噴射方式才能使得實(shí)驗(yàn)粒子在摻混罐中得到最佳的混合，這個(gè)可以通過(guò)試驗(yàn)確定。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中，通過(guò)監(jiān)測(cè)進(jìn)氣總管的流量，利用芯片內(nèi)集成的控制程序，從而選擇氣動(dòng)突片噴管噴射流量以及噴射方式。每個(gè)氣動(dòng)突片噴管的噴注流量和噴注方式可以相互獨(dú)立，也可以為獲得某種效果而相互配合噴注。所述噴射流量可以是連續(xù)性噴射也可以按照某一恒定或者變化的頻率進(jìn)行的脈沖噴射。這一措施促使了氣動(dòng)突片技術(shù)可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要的實(shí)際工作狀況，進(jìn)行自主的調(diào)節(jié)和適應(yīng)，根據(jù)不同的工況，調(diào)節(jié)氣動(dòng)突片噴管組的噴射流量，從而改變氣動(dòng)突片氣動(dòng)外形，及改善任意時(shí)刻的摻混效果。同時(shí)脈沖噴射和連續(xù)性噴射這兩種噴射手段，使氣動(dòng)突片更加靈活，摻混效果更優(yōu)。一般而言，連續(xù)性噴射效果稍遜于脈沖噴射，但可以保證出氣管氣流流量的穩(wěn)定，適合于對(duì)流量要求特別嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)。所述的噴射流量的流體來(lái)自于總壓略高于進(jìn)氣總管氣流總壓的旁路氣流。
權(quán)利要求
1.一種基于氣動(dòng)突片技術(shù)的Piv實(shí)驗(yàn)粒子摻混器，包括摻混罐以及用于盛放PIV示蹤粒子的濾芯盤；所述濾芯盤置于摻混罐內(nèi)，且摻混罐分別設(shè)置進(jìn)氣總管和出氣管，其特征在于所述進(jìn)氣總管的出口位置附近周向均布?xì)鈩?dòng)突片，該氣動(dòng)突片包括氣動(dòng)突片噴管以及控制該氣動(dòng)突片噴管噴射流量的射流控制機(jī)構(gòu)，所述氣動(dòng)突片噴管的噴射口面向進(jìn)氣總管的主流區(qū)設(shè)置，而氣動(dòng)突片噴管的進(jìn)氣口則與旁路氣流連通，且氣動(dòng)突片噴管所噴射出的氣流的總壓高于進(jìn)氣總管中氣流總壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于氣動(dòng)突片技術(shù)的Piv實(shí)驗(yàn)粒子摻混器，其特征在于所述氣動(dòng)突片噴管的軸線與進(jìn)氣總管軸線的交角為30-150°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于氣動(dòng)突片技術(shù)的PIV實(shí)驗(yàn)粒子摻混器，其特征在于所述氣動(dòng)突片噴管的噴射口形狀為圓形、橢圓形、矩形或者任意多邊形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于氣動(dòng)突片技術(shù)的PIV實(shí)驗(yàn)粒子摻混器，其特征在于所述射流控制機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有用于控制氣動(dòng)突片噴管進(jìn)行脈沖噴射氣流的脈沖控制裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于氣動(dòng)突片技術(shù)的PIV實(shí)驗(yàn)粒子摻混器，其特征在于所述旁路氣流的總壓高于進(jìn)氣總管的氣流總壓。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于氣動(dòng)突片技術(shù)的PIV實(shí)驗(yàn)粒子摻混器，包括摻混罐以及用于盛放PIV示蹤粒子的濾芯盤；所述濾芯盤置于摻混罐內(nèi)，且摻混罐分別設(shè)置進(jìn)氣總管和出氣管，所述進(jìn)氣總管的出口位置附近周向均布?xì)鈩?dòng)突片，該氣動(dòng)突片包括氣動(dòng)突片噴管以及控制該氣動(dòng)突片噴管噴射流量的射流控制機(jī)構(gòu)，所述氣動(dòng)突片噴管的噴射口面向進(jìn)氣總管的主流區(qū)設(shè)置，而氣動(dòng)突片噴管的進(jìn)氣口則與旁路氣流連通，且氣動(dòng)突片噴管所噴射出的氣流的總壓高于進(jìn)氣總管中氣流總壓。由此可知本發(fā)明通過(guò)在進(jìn)氣總管上設(shè)置氣動(dòng)突片，在噴管出口處形成流向渦，從而改善了粒子摻混器中的PIV粒子的摻混效果。
文檔編號(hào)B01F13/02GK102513012SQ201110370449
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者俞凱凱, 徐驚雷, 沙江, 莫建偉, 顧瑞, 馬靜 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)