CN102698641B - 一种空泡发生装置及其制造方法 - Google Patents

一种空泡发生装置及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102698641B
CN102698641B CN201210179850.3A CN201210179850A CN102698641B CN 102698641 B CN102698641 B CN 102698641B CN 201210179850 A CN201210179850 A CN 201210179850A CN 102698641 B CN102698641 B CN 102698641B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
coating
cavity
jacket
base
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201210179850.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102698641A (zh
Inventor
张会臣
邱超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian Maritime University
Original Assignee
Dalian Maritime University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian Maritime University filed Critical Dalian Maritime University
Priority to CN201210179850.3A priority Critical patent/CN102698641B/zh
Publication of CN102698641A publication Critical patent/CN102698641A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102698641B publication Critical patent/CN102698641B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)

Abstract

本发明公开了一种空泡发生装置及其制造方法，所述的装置包括底板、外壳罩、流入通道和流出通道，所述的外壳罩与底板粘合，所述的外壳罩左侧开有流入通道、右侧开有流出通道；所述的底板包括Pt电极、Cu涂层、Ti涂层、绝缘漆层和电极基座。由于本发明采用恒流源，通过调节恒流源电流I大小，改变Pt电极的发热量Q，从而改变维持空泡发生和生长的热量Q’，从而影响液体温度的改变△T，最终达到控制空泡半径（或体积）r的目的。由于空泡受到的浮力大于电极表面的附着力，当空泡脱离Pt电极表面后，本发明可立即切断恒流源电源，使Pt电极不能继续产生热量而导致新空泡的发生，从而实现产生单个空泡的目的。

Description

一种空泡发生装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种空泡发生技术，特别是一种空泡发生装置及其制造方法。
背景技术
所谓空泡是指一部分压力降至水饱和蒸气压以下时产生的气泡，这些气泡是由蒸气和某些溶解于水中的气体组成的，它在国防、工农业生产、医疗卫生以及人们日常生活中具有广泛的应用前景，引起了人们的极大关注。目前，空泡已被应用于鱼雷、潜艇等水下物体的运动减阻，金属、非金属等固体表面的超声清洗，环境领域的污水净化以及微机械装置的动力输出等。空泡的发生可以通过多种途径来实现。降低液体内部压力达到饱和蒸汽压，或是升高液体的温度使之气化，或是电解液体，甚至向流动的液体中注入气体都可以获得空泡。目前主要通过两种手段产生空泡：一种是通过文丘里管，即通过降低液体内部压力达到饱和蒸汽压来产生空泡。但该方法产生的空泡数量较多，以空泡群的方式存在，溃灭速度较快，对周围壁面容易造成空蚀破坏，且难以控制。另一种方法是通过向流动的液体中注入气体的方式获得空泡。该方法较为简单，但也有很大缺陷。产生的空泡体积较大，且不能够精确地控制空泡的体积。对现有的空泡产生技术和发生装置研究表明：存在的共同问题是，空泡难以控制，包括数量和体积大小的控制。
发明内容
为解决现有技术、装置存在的上述问题，本发明要设计一种可以控制单个空泡的发生、生长和尺寸的空泡发生装置及其制造方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种空泡发生装置，包括底板、外壳罩、流入通道和流出通道，所述的外壳罩使用液体胶水与底板粘合，所述的外壳罩左侧开有流入通道、右侧开有流出通道；所述的流入通道位置高于流出通道；
所述的底板包括Pt电极、Cu涂层、Ti涂层、绝缘漆层和电极基座，所述的电极基座上面为Ti涂层，Ti涂层上面为绝缘漆层，在绝缘漆层上表面的正中间，涂覆一层两端宽、中间窄的“H”形Pt电极，再从Pt电极的两端分别引出两条线型Cu涂层，各自延伸到底板的边缘；
所述的Cu涂层与恒流源相接，在Pt电极表面产生空泡；所述的外壳罩用于盛装液体包围Pt电极；所述的流入通道和流出通道分别将液体导入和导出外壳罩。
本发明所述的外壳罩、流入通道、流出通道和电极基座采用普通透明有机玻璃制成。
本发明所述的恒流源量程为0-5A。
一种空泡发生装置的制造方法，包括以下步骤：
A、在电极基座表面采用热喷涂的工艺方法喷涂Ti涂层，再在Ti涂层的表面用同样的方法喷涂绝缘漆层；
B、在绝缘漆层的表面正中间使用热喷涂的方法喷涂一个两端宽、中间窄的“H”形Pt电极，再沿着Pt电极两端的端面使用热喷涂方法，喷涂两条Cu涂层，分别延伸至底板的边缘；
C、在外壳罩四个侧壁的底边均匀涂抹液体胶水，让外壳罩侧壁的底边与底板的涂覆面粘合在一起，各侧壁面的底边与相对应的底板边缘对齐；
D、将Cu涂层的两个接头分别接恒流源的正负极。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、由于本发明采用恒流源，绝缘漆层保证电流只能流过Cu涂层和Pt电极；由于Pt电极几何尺寸已定，即电阻值固定，所以根据Q=I2Rt（I为电流，R为Pt电极电阻，Q为Pt电极的发热量，t为时间），调节I的大小，可以改变Pt电极的发热量。Ti涂层较低的热传导率确保Pt电极产生的热量最大限度的传递给液体；而液体从Pt电极获得的、用以维持空泡的发生和生长的热量Q’=aQ，a为Pt的热传导率。Q’能使液体和空泡提高的温度为△T，△T=Q’/cm,其中c为液体的比热容，m为液体质量；又根据理想气体状态方程，PV=nkT,在空泡生长过程中P、n、k都是不变的，因此可以获得V0/Vt=T0/Tt，下标“0”代表初始值，下标“t”代表任意时间点的值。进一步可以转化为r0 3/rt 3=T0/(T0+△T)，r为空泡半径，r0一般为几微米，T0为环境温度。
综上，通过调节恒流源电流I大小，改变Pt电极的发热量Q，从而改变维持空泡发生和生长的热量Q’，从而影响液体温度的改变△T，最终达到控制空泡半径（或体积）r的目的。
2、由于空泡受到的浮力大于电极表面的附着力，当空泡脱离Pt电极表面后，本发明可立即切断恒流源电源，使Pt电极不能继续产生热量而导致新空泡的发生，从而实现产生单个空泡的目的。
附图说明
本发明共有附图3张，其中：
图1是底板上表面示意图。
图2是底板喷涂结构的示意图。
图3是加热式空泡发生装置的截面图。
图中：1、Pt电极，2、Cu涂层，3、绝缘漆层，4、Ti涂层，5、电极基座，6、外壳罩，7、流入通道，8、流出通道，9、底板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1-3所示，一种空泡发生装置，包括底板9、外壳罩6、流入通道7和流出通道8，所述的外壳罩6使用液体胶水与底板9粘合，所述的外壳罩6左侧开有流入通道7、右侧开有流出通道8；所述的流入通道7位置高于流出通道8；所述的底板9包括Pt电极1、Cu涂层2、Ti涂层4、绝缘漆层3和电极基座5，所述的电极基座5上面为Ti涂层4，Ti涂层4上面为绝缘漆层3，在绝缘漆层3上表面的正中间，涂覆一层两端宽、中间窄的“H”形Pt电极1，再从Pt电极1的两端分别引出两条线型Cu涂层2，各自延伸到底板9的边缘；所述的Cu涂层2与恒流源相接，在Pt电极1表面产生空泡；所述的外壳罩6用于盛装液体包围Pt电极1；所述的流入通道7和流出通道8分别将液体导入和导出外壳罩6。所述的外壳罩6、流入通道7、流出通道8和电极基座5采用普通透明有机玻璃制成。所述的恒流源量程为0-5A。
一种空泡发生装置的制造方法，包括以下步骤：
A、在电极基座5表面采用热喷涂的工艺方法喷涂Ti涂层4，再在Ti涂层4的表面用同样的方法喷涂绝缘漆层3；
B、在绝缘漆层3的表面正中间使用热喷涂的方法喷涂一个两端宽、中间窄的“H”形Pt电极1，再沿着Pt电极1两端的端面使用热喷涂方法，喷涂两条Cu涂层2，分别延伸至底板9的边缘；
C、在外壳罩6四个侧壁的底边均匀涂抹液体胶水，让外壳罩6侧壁的底边与底板9的涂覆面粘合在一起，各侧壁面的底边与相对应的底板9边缘对齐；
D、将Cu涂层2的两个接头分别接恒流源的正负极。
一种空泡发生装置的试验方法，包括以下步骤：
1.将流入通道7和流出通道8连接到外壳罩6上，让外壳罩6充满液体，将Cu涂层2的两个端头分别与恒流源的正负极连接。
2.开始试验后，通过恒流源的电流调节按钮控制回路中电流I的大小，使Pt电极1产生高热量Q，Q=I2Rt（t为电流持续时间，R为Pt电极1电阻），并且这些热量都会集中在Pt电极1的狭长部分，并且将有Q’的热量传递给附近的液体，从而使该部分附近的液体汽化，形成一单个空泡。电流越大，产生的热量越高，空泡越容易发生。发生的空泡在持续的热量供给Q’下生长，rt=r0/[T0/(T0+aI2Rt/cm)](1/3)r0为空泡初始半径，T0为初始环境温度，a为Pt电极1的热传导率，c为液体比热容，m为受热液体质量，rt为空泡的实时半径，直至空泡受到的浮力大于电极表面的附着力，脱离Pt电极1表面。调节电流大小I，最终将会使rt改变，因此可以获得不同半径大小的空泡。

Claims (3)

1.一种空泡发生装置，其特征在于：包括底板（9）、外壳罩（6）、流入通道（7）和流出通道（8），所述的外壳罩（6）使用液体胶水与底板（9）粘合，所述的外壳罩（6）左侧开有流入通道（7）、右侧开有流出通道（8）；所述的流入通道（7）位置高于流出通道（8）；
所述的底板（9）包括Pt电极（1）、Cu涂层（2）、Ti涂层（4）、绝缘漆层（3）和电极基座（5），所述的电极基座（5）上面为Ti涂层（4），Ti涂层（4）上面为绝缘漆层（3），在绝缘漆层（3）上表面的正中间，涂覆一层两端宽、中间窄的“H”形Pt电极（1），再从Pt电极（1）的两端分别引出两条线型Cu涂层（2），各自延伸到底板（9）的边缘；
所述的Cu涂层（2）与恒流源相接，在Pt电极（1）表面产生空泡；所述的外壳罩（6）用于盛装液体包围Pt电极（1）；所述的流入通道（7）和流出通道（8）分别将液体导入和导出外壳罩（6）；
所述的恒流源量程为0-5A。
2.根据权利要求1所述的一种空泡发生装置，其特征在于：所述的外壳罩（6）、流入通道（7）、流出通道（8）和电极基座（5）采用普通透明有机玻璃制成。
3.一种如权利要求1所述的空泡发生装置的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、在电极基座（5）表面采用热喷涂的工艺方法喷涂Ti涂层（4），再在Ti涂层（4）的表面用同样的方法喷涂绝缘漆层（3）；
B、在绝缘漆层（3）的表面正中间使用热喷涂的方法喷涂一个两端宽、中间窄的“H”形Pt电极（1），再沿着Pt电极（1）两端的端面使用热喷涂方法，喷涂两条Cu涂层（2），分别延伸至底板（9）的边缘；
C、在外壳罩（6）四个侧壁的底边均匀涂抹液体胶水，让外壳罩（6）侧壁的底边与底板（9）的涂覆面粘合在一起，各侧壁面的底边与相对应的底板（9）边缘对齐；
D、将Cu涂层（2）的两个接头分别接恒流源的正负极。
CN201210179850.3A 2012-06-01 2012-06-01 一种空泡发生装置及其制造方法 Expired - Fee Related CN102698641B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210179850.3A CN102698641B (zh) 2012-06-01 2012-06-01 一种空泡发生装置及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210179850.3A CN102698641B (zh) 2012-06-01 2012-06-01 一种空泡发生装置及其制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102698641A CN102698641A (zh) 2012-10-03
CN102698641B true CN102698641B (zh) 2014-04-16

Family

ID=46891865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210179850.3A Expired - Fee Related CN102698641B (zh) 2012-06-01 2012-06-01 一种空泡发生装置及其制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102698641B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108392997B (zh) * 2018-01-31 2020-01-07 武汉大学 一种单空泡发生装置及制造方法
CN114130547B (zh) * 2021-11-18 2023-06-16 安徽理工大学 一种药剂汽化组件及应用该组件的射流浮选柱式装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2237504A (en) * 1989-11-01 1991-05-08 Kerry Ultrasonics Ultrasonic cleaning
CN1393073A (zh) * 2000-07-10 2003-01-22 莱泰克公司 用于测量空泡的方法和设备
CN101121435A (zh) * 2007-05-18 2008-02-13 清华大学 一种阵列电极式平板壁面微空泡发生装置
CN202255830U (zh) * 2011-10-20 2012-05-30 浙江理工大学 一种平面超空泡发生装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2237504A (en) * 1989-11-01 1991-05-08 Kerry Ultrasonics Ultrasonic cleaning
CN1393073A (zh) * 2000-07-10 2003-01-22 莱泰克公司 用于测量空泡的方法和设备
CN101121435A (zh) * 2007-05-18 2008-02-13 清华大学 一种阵列电极式平板壁面微空泡发生装置
CN202255830U (zh) * 2011-10-20 2012-05-30 浙江理工大学 一种平面超空泡发生装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102698641A (zh) 2012-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107323602B (zh) 一种三明治结构的智能水凝胶材料减阻表面
CN102698641B (zh) 一种空泡发生装置及其制造方法
CN205590347U (zh) 一种移动式太阳能海水淡化器
CN106409081A (zh) 一种基于电解水动态补气的超疏水表面气膜减阻模型
CN102419246A (zh) 一种微型水滴发生器
CN208165202U (zh) 一种超疏水表面气膜减阻模型
CN104099635A (zh) 电解水制氢的装置及其方法
CN202283331U (zh) 一种美容加湿器
CN203000581U (zh) 一种即热式加热装置
CN208283322U (zh) 一种超声场作用下变喷嘴姿态喷雾冷却实验装置
CN110216706B (zh) 一种粘附方法
CN103407210B (zh) 一种高分子仿生减阻表面及其制备装置
CN105860938A (zh) 强化临界热流密度的石墨膜及其制备方法
CN201985122U (zh) 可隔音保温并提供热水的太阳能电池板
CN103879147A (zh) 一种印刷电子专用打印喷头
CN203737489U (zh) 一种全新的利用电加热形式的微型气雾发生器
CN204179490U (zh) 一种高浓度小颗粒负离子发生器系统
CN206467289U (zh) 一种高粘度胶液喷射点胶质量提升点胶装置
CN203703923U (zh) 蒸汽发生器
CN106854764A (zh) 一种新型电解水制造氧气装置
CN106784081B (zh) 一种柔性薄膜太阳电池微量点胶组件及其工艺方法
CN206904940U (zh) 一种用于高压大功率电锅炉加热电极的液位功率调节装置
CN201552361U (zh) 一种单动力电磁泵双波峰发生器
CN206232608U (zh) 一种具有温控功能的四氯化锗鼓泡器
CN205435784U (zh) 一种不锈钢加热装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140416

Termination date: 20150601

EXPY Termination of patent right or utility model