CN104087159B - 一种基于乳液载体配方的低速风洞荧光油流显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于乳液载体配方的低速风洞荧光油流显示方法，发明由三部分内容组成：一是诱导油流发光的、一定波长的光源；二是不同材料、一定比例的水性乳液混合物载体；三是荧光指示剂与抗凝剂。该发明中油流涂料的载体由硅溶胶、防腐剂、消泡剂、流平剂、成膜剂、增稠剂等不同乳液混合而成，与普通油流涂料载体煤油、机油等相比，其对风洞污染性较小、清洁方便、性价比高、更安全、显示效果更好。

Description

一种基于乳液载体配方的低速风洞荧光油流显示方法

技术领域

本发明涉及低速风洞航空、航天、汽车等模型流动显示试验领域，尤其是涉及一种基于乳液载体配方的低速风洞荧光油流显示方法。

背景技术

油流技术是最早发展的流动显示技术之一，主要用于显示模型表面上的流动图像。通过对油流图像的观察和分析，特别是通过拓扑分析，可以了解表面流场中的奇点的分布规律，确定流体在表面上什么地方附着、什么地方分离、分离的方式和特点以及漩涡的位置。油流的关键技术在于油流的配方，油流配方质量的好坏关系是否能捕捉到模型表面漩涡、奇点等关键气动现象，一般油流涂料一般包括指示剂、载体与抗凝剂三种基本成分，目前大多数低速风洞采用的是指示剂为红丹等有色粉末原料，载体采用煤油、柴油等材料，抗凝剂采用油酸、石油醚等材料。近几年国内风洞开始使用荧光油流试验技术，用荧光粉作为指示剂，一般在仪表油中添加少量荧光粉或荧光广告颜料粉，再入少许油酸或丙酮。该方法显示效果因配方不同差别较大，但方法中使用的机油等成分给风洞清洗带来不便，且煤油等载体增加了火灾隐患。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术上的缺陷，提出一种新的显示方法，本方法中的油流配方不但卫生，清洗方便，且显示效果非常好。

本发明采用的技术方案：一种基于乳液载体配方的低速风洞荧光油流显示方法，包括以下步骤：

步骤一：按比例配制好荧光油流溶液，然后均匀搅拌；

荧光油流溶液主要成分为硅油65%～70%，荧光粉3%～5%，丙酮2%～4%，乳液24%～27%；

步骤二：采用刷子将配制好的油流溶液均匀涂敷到被测模型的表面；

步骤三：将被测模型置于风洞中，进行吹风后打开风洞中的紫外光灯，利用摄影设备对被测模型进行拍摄。

在上述技术方案中，所述乳液的主要成分为苯丙乳液16%～20%，调和剂12%～16%，分散剂8%～12%，成膜剂9%～11%，流平助剂8%～11%，增稠剂6%～9%，润湿剂8%～11%，消泡剂12%～15%。

在上述技术方案中，所述乳液用温度在25°C～40°C。

本方案中，诱导光源采用一定波长的紫外光，不同波长的紫光灯照射出来的荧光效果不同，根据365nm～410nm波长的紫光灯照射试验研究，波长在400～410nm之间的紫光灯照射效果最好。油流涂料的载体由硅溶胶、防腐剂、消泡剂、流平剂、成膜剂、增稠剂等不同乳液混合而成，与普通油流涂料载体煤油、机油等相比，其对风洞污染性较小，清洁方便，性价比高。

本方案中，在油流涂料配方上创造性的添加了水性乳液等载体，根据风速高低改变该载体的比例即可控制涂料的稠稀，避免其在模型机身侧部涂抹时因重力脱落的现象。与普通油流涂料相比，并通过风洞试验对比验证，该配方可清晰捕捉到模型表面气流不同特性的流谱，为解决新型航空飞行器部件选型试验提供了高质量的试验数据。另外，对于模型表面不清楚的流谱可通过后期图片反光显示方法进行深入分析。

在本方案中，因为针对8米量级的低速风洞流动显示试验模型，油流涂料试验用量较大，基于机油、煤油等载体的涂料费用大，且在模型支撑系统周围电子设备较多的地方，煤油容易造成静电着火等安全隐患，该发明中的基于水性乳液的油剂价格便宜、不存在安全隐患，相比之下比较卫生，其实用性较强。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：该乳液无毒性也无副作用，对工作人员身体较好，且配出来的溶液粘度刚好适用于低速风洞常用风速。另外，配方的配制有时会受试验现场温度影响，故油流最佳配方也取决于人工经验。本发明中油流涂料的载体由硅溶胶、防腐剂、消泡剂、流平剂、成膜剂、增稠剂等不同乳液混合而成，与普通油流涂料载体煤油、机油等相比，其对风洞污染性较小、清洁方便、性价比高、更安全、显示效果更好。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

不同比例油流成分的试验实施情况如下：

70m/s风速下，硅油56.7%，荧光粉11.2%，丙酮3.9%，乳液28.2%，溶液太浓，流场显示效果不好；

70m/s风速下，硅油69%，荧光粉4.6%，丙酮3%，乳液23%,溶液太稀，抗凝剂添加较多；

70m/s风速下，硅油70%，荧光粉4.6%，丙酮2.4%，乳液23%，效果较好，但在机身侧面，受重力影响，吹风后有部分残留物下滑；

70m/s风速下，硅油78%，荧光粉3.1%，丙酮2.2%，乳液15.7%，溶液浓度刚好，表面流线显示清晰，可满足试验需求。

根据以上不同比例的试验结果显示，在整个试验段温度25°C～40°C内，溶液的最佳比例随温度在变化，主要是因为溶液的溶解度随温度变化的原因。故配方中各溶液的比例在一定范围之内，而非固化比例。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (2)

1.一种基于乳液载体配方的低速风洞荧光油流显示方法，其特征为所述方法包括以下步骤：

步骤一：按比例配制好荧光油流溶液，然后均匀搅拌；

荧光油流溶液主要成分为硅油65%～80%，荧光粉3%～5%，丙酮2%～4%，乳液15%～25%；

步骤二：采用刷子将配制好的油流溶液均匀涂敷到被测模型的表面；

步骤三：将被测模型置于风洞中，进行吹风后打开风洞中的紫外光灯，利用摄影设备对被测模型进行拍摄；

所述乳液的主要成分为苯丙乳液16%～20%，调和剂12%～16%，分散剂8%～12%，成膜剂9%～11%，流平助剂8%～11%，增稠剂6%～9%，润湿剂8%～11%，消泡剂12%～15%。

2.根据权利要求1所述的一种基于乳液载体配方的低速风洞荧光油流显示方法，其特征为所述乳液用温度在25°C～40°C。