CN108613749A - 一种倾斜弧面可变流道的可视化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种倾斜弧面可变流道的可视化装置，所述装置包括：包括螺栓组合I、螺栓组合II、定位板、热电偶、发热体、上形状板、下形状板、密封垫、玻璃；发热体固定于定位板上；螺栓组合I将上形状板固定于定位板上；密封垫安装在上形状板和下形状板的密封槽中，玻璃安装在带有垫片的密封槽；螺栓组合II连接下形状板与定位板；热电偶从装置外侧空间倾斜安装在发热体的斜孔上；密封垫远离玻璃一侧安装有金属垫片调节流道间隙尺寸；其中，上形状板的相对高度可调、玻璃的装配位置可调、定位板的倾斜角度可调、上形状板与下形状板之间流道的形状可调；装置能够实现倾斜角度在‑90°～90°连续调节。

Description

一种倾斜弧面可变流道的可视化装置
技术领域
本发明涉及汽-液两相流实验技术领域，具体地，涉及一种倾斜弧面可变流道的可视化装置。
背景技术
第三代核能系统在应对严重融堆事故时，采取的关键措施之一为通过反应堆压力容器外部冷却实现熔融物堆内滞留，以保证压力容器完整性。反应堆压力容器外部冷却过程涉及倾斜弧形壁面外部的流动传热过程，沸腾流道包括弧形或半弧形半直线形，因此，为了获得反应堆压力容器外部冷却过程的汽-液两相沸腾流动情况，开发模拟观测弧形等异形流道中汽-液两相分布与运动的直接影像数据的可视化装置十分必要。对于可视化装置，有很多不同的技术。
例如，中国专利201510232719.2提供了一种可更换喷嘴的流场可视化装置，装置包括喷嘴密封垫片、喷嘴处压板、二次射流注入装置、互击喷射喷嘴、石英玻璃、喷管等，解决了仅通过更换喷嘴、而不更换整个喷管装置的前提下，对流体喷射速度与喷射方向的改变，实现了对流场分布与速度分布的可视化观测，可应用于流体喷射的实验研究。该装置结构巧妙，但仅能实现喷射流体喷射速度与方向的改变，无法对流体流动通道的形状与间隙尺寸进行调节，无法实现装置倾斜角度的调节。
又如，中国专利200710012312.4提供了一种流场可视化装置及其使用方法，装置主要由双极板、摄像机、极板流场、透明盖板和底板构成，解决了流体选用及流场可视化观察的问题，可应用于极板的可视化检测。该装置结构简单，设计合理，可视化效果较好，但是该装置流体的流场已经固定在极板上，无法对流场结构与间隙尺寸进行调节。
发明内容
本发明的目的为克服上述现有技术的不足，提供了一种可以改变流道形状与间隙尺寸，且能够实现倾斜角度在-90°～90°连续调节的可视化装置。
为实现上述发明目的，本申请提供了一种倾斜弧面可变流道的可视化装置，可通过不更换玻璃实现可视化流道的改变，所述装置包括：
包括螺栓组合I、螺栓组合II、定位板、热电偶、发热体、上形状板、下形状板、密封垫、玻璃；发热体固定于定位板上；
通过螺钉将发热体固定于定位板上；通过螺栓组合I将上形状板固定于定位板上，通过调节螺母的装配位置调节上形状板的相对高度；将密封垫放入上形状板和下形状板的密封槽中，将玻璃放入带有垫片的密封槽，通过螺栓组合II连接下形状板与定位板，通过调节螺母的装配位置，调节玻璃的装配位置；将热电偶通过装置外侧空间，倾斜安装在发热体的斜孔上；通过改变定位板的倾斜角度，调节装置的整体倾斜角度；通过改变下形状板中部凸出肋片形状，改变流道的形状；通过在密封垫远离玻璃一侧增加金属垫片，调节流道间隙尺寸。
本申请中的装置各部件通过与定位板连接实现固定与相对位置的调节；通过定位板悬挂定位，避免玻璃承重；通过旋转定位板实现整体倾斜角度的调节；通过更换易于加工的下形状板实现流道形状的改变，降低了重复制造玻璃的成本，缩短了加工异形玻璃的周期；通过改变密封垫厚度的方式，实现了流道间隙尺寸的调节。本装置可以实现流道形状、间隙尺寸、倾斜角度的有效调节，部件性能稳定，系统设计合理，结构简单易易于安装、调节与拆卸，成本低，操作方便，可视化测量与壁面温度监测准确可靠。
本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明具有以下优点和有益效果：
1、本装置可以实现弧形壁面倾斜角度自-90°～90°的连续调节；
2、装置通过更换易于加工的形状板，实现了流道形状的改变，降低了重复制造玻璃的成本，缩短了加工周期；
3、装置通过改变密封垫厚度的方式，实现了流道间隙尺寸的调节，操作方便，经济性高；
4、装置整体通过上部定位板悬挂定位，避免玻璃承重，提高了可靠性；
5、装置采用密封垫包裹玻璃端面，起到密封与缓冲的效果，对玻璃结构提供第二重保护；
6、玻璃外部无多余结构，提升了可视化效果；
7、装置通过螺母的纵向装配位置，调节各部件对应面的贴合度，操作方便，精确性高；
8、装置采用斜插固定热电偶的方式，实现了局限空间近壁面温度的测量。
本装置可以有效的实现弧形壁面倾斜角度自-90°～90°的连续调节，经济且快速地实现流道形状与间隙尺寸调节，装置稳定性高且装配拆卸方便，各部件设计简单合理，可视化效果好。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；
附图1为倾斜弧面可变流道的可视化装置正面剖示图；
附图2为倾斜弧面可变流道的可视化装置侧面剖示图；
图中：1为螺栓组合I；2为螺栓组合II；3为螺钉；4为定位板；5为热电偶；6为发热体；7为上形状板；8为下形状板；9为密封垫；10为玻璃。
具体实施方式
本发明的目的为克服上述现有技术的不足，提供了一种可以改变流道形状与间隙尺寸，且能够实现倾斜角度在-90°～90°连续调节的可视化装置。
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
参见附图1、附图2，倾斜弧面可变流道的可视化装置包括螺栓组合I1、螺栓组合II2、螺钉3、定位板4、热电偶5、发热体6、上形状板7、下形状板8、密封垫9、玻璃10。
通过螺钉3将发热体6固定于定位板4上；通过螺栓组合I1将上形状板7固定于定位板4上，通过调节螺母的装配位置调节上形状板7的相对高度，保证上形状板7与发热体6的对应面持平；将密封垫9放入上形状板7和下形状板8的密封槽中，将玻璃10放入带有垫片的密封槽，通过螺栓组合II2连接下形状板8与定位板4，通过调节螺母的装配位置，调节玻璃10的装配位置，保证流道的密封与玻璃10的可靠性；将热电偶5通过装置外侧空间，倾斜安装在发热体的斜孔上，实现近壁面温度与温度梯度的测量；通过改变定位板4的倾斜角度，调节装置的整体倾斜角度；通过改变下形状板8中部凸出肋片形状，改变流道的形状；通过在密封垫9远离玻璃10一侧增加金属垫片，调节流道间隙尺寸。
实施例一：
参见附图1、附图2，先将定位板4安装于外部旋转支架上；再从定位板4上方向下拧入一组螺钉3，连接发热体6；再将一组螺栓组合I1的螺柱拧入上形状板7的对应装配孔中，装配好后从定位板4的下方将螺栓组合I1的螺柱插入定位板4，通过螺母紧固并调节上形状板7的相对位置；再将螺栓组合II2固定于定位板4中，将下形状板8与螺栓组合II2连接，并预留足够的空间；再将为密封垫9放入下形状板8的密封槽中，将玻璃10放于带有密封垫9的密封槽中，将另一组密封垫9置于玻璃10的另一端面；然后逐渐调节螺栓组合II2下部螺母的装配位置，逐渐拧紧玻璃10以实现流道的密封。
在完成装置各部件的装配之后，从装配个侧倾斜向发热体6的倾斜孔中安装一组热电偶5，实现发热体6近壁面温度与温度梯度的测量。
最后，通过定位板4的倾斜角度，调节装置的整体倾斜角度；通过改变下形状板8中部凸出肋片形状，改变流道的形状；通过在密封垫9远离玻璃10一侧增加金属垫片，调节流道间隙尺寸。
经过在某实验系统中使用，发现本装置工作可靠，能够达到预期功能，可视化效果好，测量结果易于读取，整个装置操作简便。因此本发明非常适合弧形壁面倾斜角度、流道形状与间隙尺寸的调节。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种倾斜弧面可变流道的可视化装置，其特征在于，所述装置包括：
包括螺栓组合I、螺栓组合II、定位板、热电偶、发热体、上形状板、下形状板、密封垫、玻璃；发热体固定于定位板上；螺栓组合I将上形状板固定于定位板上；密封垫安装在上形状板和下形状板的密封槽中，玻璃安装在带有垫片的密封槽；螺栓组合II连接下形状板与定位板；热电偶从装置外侧空间倾斜安装在发热体的斜孔上；密封垫远离玻璃一侧安装有金属垫片调节流道间隙尺寸；其中，上形状板的相对高度可调、玻璃的装配位置可调、定位板的倾斜角度可调、上形状板与下形状板之间流道的形状可调。
2.根据权利要求1所述的倾斜弧面可变流道的可视化装置，其特征在于，所述装置还包括螺钉，螺钉将发热体固定于定位板上。
3.根据权利要求1所述的倾斜弧面可变流道的可视化装置，其特征在于，通过调节螺栓组合I中螺母的装配位置调节上形状板的相对高度。
4.根据权利要求1所述的倾斜弧面可变流道的可视化装置，其特征在于，通过调节螺栓组合II中螺母的装配位置，调节玻璃的装配位置。
5.根据权利要求1所述的倾斜弧面可变流道的可视化装置，其特征在于，通过改变定位板的倾斜角度，调节装置的整体倾斜角度。
6.根据权利要求1所述的倾斜弧面可变流道的可视化装置，其特征在于，通过改变下形状板中部凸出肋片形状，改变流道的形状。
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