CN111271346B - 一种子母流体振荡器 - Google Patents

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    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods

Abstract

本发明涉及一种子母流体振荡器，包括：母板、子板、第一连接管和第二连接管，母板内部为流体振荡器，子板内部具有对称设置的流体通道，子板和母板的入口分别单独供应有压力的流体，母板的两个出口分别连到子板的两个控制端口，整个振荡器通过子板的出口与外界大环境相连。与现有技术相比，本发明具有出色的可缩放性和可集成性，可以产生从几赫兹到几万赫兹频率的射流，连续振荡时可以产生强烈的掺混效果；流体振荡器可以更加有效地控制流动，射流的振荡频率不依赖于体积流量的流量变化，而是单独可控的。

Description

一种子母流体振荡器
技术领域
本发明涉及一种流体振荡器，尤其是涉及一种子母流体振荡器。
背景技术
在现有技术中，流体振荡器是一种可以通过静态部件产生空间上振荡、时间上连续的射流部件。它的基本原理是：当一定压力的流体从入口进入到流体振荡器混合腔中时，由于康达效应，主流必然会依附在一侧的壁面上，从而沿着壁面，分为两路，一路从喉部出去成为外部射流，另一部分沿着反馈通道重新流回主流的根部，促使主流翻转，依附到另一侧的壁面上，这时外部射流便会同时翻转到另一侧产生振荡的效果，同时剩余的主流进入到这一侧的反馈通道中，流回主流根部，再次促使主流翻转，如此周而复始，形成连续的振荡效果。大多数流体振荡器操作的特征在于：使流体射流循环地偏转而无需使用机械的移动零件。
流体振荡器优点众多，比如，具有出色的可缩放性和可集成性，可以产生从几赫兹到几万赫兹频率的射流，极端环境下的鲁棒性，连续振荡产生的强烈掺混等等。由于这些优点，流体振荡器在流动控制领域具有很强的前景。但是它有一个本质上的特性，会制约它的控制效果，那就是射流的振荡频率线性依赖于体积流量。然而根据统计，控制器产生的约化激励频率在0.3～4的范围内才最有效。这就说明，流体振荡器要想更加广泛有效地应用于控制流动，产生的射流频率必须是单独可控的，是不依赖于流量变化的。
发明内容
本发明的目的就是为了克服传统流体振荡器存在射流振荡频率线性依赖体积流量、流体振荡器产生的射流频率不具备单独可控性等问题而提供一种子母流体振荡器。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种子母流体振荡器，包括：
母板，内部为第一流体振荡器，所述的第一流体振荡器包括第一入流进口、第一喉道、第一左流道和第一右流道，所述的第一左流道上设有第一左控制端口，所述的第一右流道上设有第一右控制端口；
子板，内部具有对称设置的流体通道，所述的流体通道包括第二入流进口、第二喉道、第二左控制流道、第二右控制流道和喷流出口，所述的喷流出口位于第二喉道、左控制流道和右控制流道的连接处，所述的第二左控制流道和第二右控制流道末端分别设有第二左控制端口和第二右控制端口；
第一连接管，将第一左控制端口和第二左控制端口连通；
第二连接管，将第一右控制端口和第二右控制端口连通；
工作时，压力流体分别从第一入流进口和第二入流进口流入，在母板中，压力流体分别进入第一左流道和第一右流道，并在第一左流道和第一右流道中继续分流，一部分通过第一左控制端口和第一右控制端口进入子板，另一部分流回第一喉道；在子板中，从第二左控制端口和第二右控制端口流入第二左控制流道和第二右控制流道的流体与第二喉道内的流体汇合，从喷流出口流出。
还包括第一支撑管和第二支撑管，所述的第一支撑管和第二支撑管固定在母板和子板之间。
还包括第一入流管和第二入流管，所述的第一入流管与所述的第一入流进口连接，所述的第二入流管与所述的第二入流进口连接。
所述的第一左流道包含依次连接的第一左控制流道和第一左反馈流道，所述的第一左控制端口位于第一左控制流道和第一左反馈流道之间，所述的第一右流道包含依次连接的第一右控制流道和第一右反馈流道，所述的第一右控制端口位于第一右控制流道和第一右反馈流道之间。
所述的母板位于子板下方。
所述的母板上设有贯通的螺纹孔以方便实验。
所述的第一左流道和第一右流道在母板内沿中轴线呈左右对称分布。
所述的母板和子板均为方形壳体。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明子母流体振荡器具有出色的可缩放性和可集成性，可以产生从几赫兹到几万赫兹频率的射流，连续振荡时可以产生强烈的掺混效果。
(2)流体振荡器可以更加有效地控制流动，射流的振荡频率不依赖于体积流量的流量变化，而是单独可控的。
(3)喷流出口的振荡角度随着子母射流的流量比也是可调的，这为冲击不同直径的圆柱曲面提供了可调整的空间。也就是说冲击小圆柱用小振荡角，冲击大圆柱用大振荡角。
附图说明
图1为本实施例子母流体振荡器的结构示意图；
图2为本实施例子母流体振荡器的侧视图；
图3为本实施例子母流体振荡器的母板剖视图；
图4为本实施例子母流体振荡器的子板剖视图；
附图标记：
1为母板；2为第一入流管；3为第一连接管；4为第二连接管；5为第一支撑管；6为第二支撑管；7为子板；8为第二入流管；9为第一入流进口；10为第一喉道前部收敛段；11为第一喉道；12为第一左流道；13为第一右流道；141为第一左控制流道；142为第一右控制流道；151为第一左反馈流道；152为第一右反馈流道；161为第一左控制端口；162为第一右控制端口；17为第二入流进口；18为第二喉道前部收敛段；19为第二喉道；20为第二左控制流道；21为第二左控制端口；22为第二右控制流道；23为第二右控制端口；24为喷流出口；25为振荡角；26为螺纹孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
为了便于理解本发明的结构特征，这里规定：以母板1为下方位，反之为上方位。第一入流管2为前方位，反之为后方位。第一连接管3为左方位，反之为右方位。
(1)参见图1，一种子母流体振荡器从下到上依次包括：母板1、第一入流管2、第一连接管3、第二连接管4、第一支撑管5、第二支撑管6、子板7、第二入流管8。
(2)参见图3，母板1为方形壳体，内部具有流体通道，主要包括：第一入流进口9、第一喉道前部收敛段10、第一喉道11、第一左流道12和第一右流道13。其中，第一入流进口9、第一喉道前部收敛段10和第一喉道11位于母板1内的中轴线上且从前往后依次连接。第一喉道11与第一左流道12和第一右流道13相互连接。第一左流道12与第一右流道13在母板1内沿中轴线呈左右对称分布。第一左流道12内包含第一左控制流道141、第一左反馈流道151和第一左控制端口161，第一右流道13内包含第一右控制流道142、第一右反馈流道152和第一右控制端口162。母板1上开有贯通的螺纹孔26，其位于第一入流进口9的两侧。
(3)参见图4，子板7也为方形壳体，内部具有流体通道，主要包括：第二入流进口17、第二喉道前部收敛段18、第二喉道19、第二左控制流道20、第二左控制端口21、第二右控制流道22、第二右控制端口23和喷流出口24。其中，第二入流进口17、第二喉道前部收敛段18、第二喉道19位于子板7内的中轴线上且从前往后依次连接。第二喉道19与第二左控制流道20和第二右控制流道22相互连接，且第二左控制流道20与第二右控制流道22在子板7内沿中轴线呈左右对称分布。第二左控制端口21与第二右控制端口23分别位于第二左控制流道20与第二右控制流道22的两端。喷流出口24一端与第二左控制流道20和第二右控制流道22相互连接，另一端与外界大气环境相连，喷流出口24的两侧为振荡角。
如图1-4所示，本实施例子母流体振荡器的安装以及具体工作过程如下：
(1)子母流体振荡器从下到上依次包括：母板1、第一入流管2、第一连接管3、第二连接管4、第一支撑管5、第二支撑管6、子板7、第二入流管8。其中，第一入流管2与母板1之间固定连接，且与母板1内的第一入流进口9之间相互连通。第一支撑管5和第二支撑管6与母板1固定连接，另一端与子板7固定连接，起到支撑作用。第一连接管3与第二连接管4分别与母板1之间固定连接，且与反馈流道上的控制端口相互连通。第一连接管3与第二连接管4还分别与子板7之间固定连接，第一连接管3与第二左控制端口21相互连通，第二连接管4与第二右控制端口23相互连通。第二入流管8与子板7之间固定连接，且与子板7内的第二入流进口17之间相互连通。
(2)压力流体分别从第一入流管2与第二入流管8流入流体振荡器内。其中，压力流体通过第一入流管2流入第一入流进口9内，然后依次通过第一喉道前部收敛段10和第一喉道11。接着压力流体被分成两部分，分别流过第一左流道12和第一右流道13，依次通过对应的控制流道和反馈流道。压力流体在经过左右流道的反馈流道时，压力流体又被分成两部分，一部分压力流体由反馈流道流回第一喉道11，然后进行下一次循环流动；另一部分压力流体由第一左控制端口161和第一右控制端口162经过第一连接管3和第二连接管4流入第二左控制端口21和第二右控制端口23，然后流入第二左控制流道20和第二右控制流道22。母板1即为传统的流体振荡器，只不过没有直接与外界大环境相连，而是通过两侧反馈流道的控制端口与子板7相连。
(3)压力流体通过第二入流管8流入第二入流进口17内，然后依次通过第二喉道前部收敛段18和第二喉道19。从母板1内流入到子板7内的压力流体，通过第二左控制流道20和第二右控制流道22流出，并与第二入流进口17流出的压力流体在第二喉道19的后方汇合。当来自于母板1的压力流体左右振荡时，第二左控制流道20和第二右控制流道22内的流量也是此消彼长，这就造成了子板中来自于第二入流进口17的主射流两侧流量始终存在着一个变化的差值，这样子板的主射流就会被流量更大的控制流推向另一侧，从而在喷流出口24的外部形成振荡的效果。由此可以看出，由于母板结构是振荡产生的来源，因而外部射流的振荡频率只会线性依赖于母板的入口流量。但同时，外部射流的流量是母板和子板的入口流量之和。这就意味着，只要我们控制总流量不变，通过改变母层和子层入口流量之比，便可以实现振荡频率的变化。这就实现了振荡频率的单独可控性。

Claims (8)

1.一种子母流体振荡器，其特征在于，包括：
母板(1)，内部为第一流体振荡器，所述的第一流体振荡器包括第一入流进口(9)、第一喉道(11)、第一左流道(12)和第一右流道(13)，所述的第一左流道(12)上设有第一左控制端口(161)，所述的第一右流道(13)上设有第一右控制端口(162)；
子板(7)，内部具有对称设置的流体通道，所述的流体通道包括第二入流进口(17)、第二喉道(19)、第二左控制流道(20)、第二右控制流道(22)和喷流出口(24)，所述的喷流出口(24)位于第二喉道(19)、左控制流道(20)和右控制流道(22)的连接处，所述的第二左控制流道(20)和第二右控制流道(22)末端分别设有第二左控制端口(21)和第二右控制端口(23)；
第一连接管(3)，将第一左控制端口(161)和第二左控制端口(21)连通；
第二连接管(4)，将第一右控制端口(162)和第二右控制端口(23)连通；
工作时，压力流体分别从第一入流进口(9)和第二入流进口(17)流入，在母板(1)中，压力流体分别进入第一左流道(12)和第一右流道(13)，并在第一左流道(12)和第一右流道(13)中继续分流，一部分通过第一左控制端口(161)和第一右控制端口(162)进入子板(7)，另一部分流回第一喉道(11)；在子板(7)中，从第二左控制端口(21)和第二右控制端口(23)流入第二左控制流道(20)和第二右控制流道(22)的流体与第二喉道(19)内的流体汇合，从喷流出口(24)流出。
2.根据权利要求1所述的一种子母流体振荡器，其特征在于，还包括第一支撑管(5)和第二支撑管(6)，所述的第一支撑管(5)和第二支撑管(6)固定在母板(1)和子板(7)之间。
3.根据权利要求1所述的一种子母流体振荡器，其特征在于，还包括第一入流管(2)和第二入流管(8)，所述的第一入流管(2)与所述的第一入流进口(9)连接，所述的第二入流管(8)与所述的第二入流进口(17)连接。
4.根据权利要求1所述的一种子母流体振荡器，其特征在于，所述的第一左流道(12)包含依次连接的第一左控制流道(141)和第一左反馈流道(151)，所述的第一左控制端口(161)位于第一左控制流道(141)和第一左反馈流道(151)之间，所述的第一右流道(13)包含依次连接的第一右控制流道(142)和第一右反馈流道(152)，所述的第一右控制端口(162)位于第一右控制流道(142)和第一右反馈流道(152)之间。
5.根据权利要求1所述的一种子母流体振荡器，其特征在于，所述的母板(1)位于子板(7)下方。
6.根据权利要求1所述的一种子母流体振荡器，其特征在于，所述的母板(1)上设有贯通的螺纹孔(26)。
7.根据权利要求1所述的一种子母流体振荡器，其特征在于，所述的第一左流道(12)和第一右流道(13)在母板(1)内沿中轴线呈左右对称分布。
8.根据权利要求1所述的一种子母流体振荡器，其特征在于，所述的母板(1)和子板(7)均为方形壳体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113404747B (zh) * 2021-06-29 2022-10-18 上海交通大学 一种出口同相位控制及频率解耦振荡器

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5035361A (en) * 1977-10-25 1991-07-30 Bowles Fluidics Corporation Fluid dispersal device and method
CN201152301Y (zh) * 2007-12-28 2008-11-19 黄东龙 流体脉冲发生器
DE102010046667A1 (de) * 2010-09-27 2012-03-29 Airbus Operations Gmbh Fluid-Aktuator zur Beeinflussung der Strömung entlang einer Strömungsoberfläche sowie Ausblasvorrichtung und Strömungskörper mit einem solchen Fluid-Aktuator
CN103861748B (zh) * 2014-03-11 2016-02-24 大连理工大学 推挽外激励式射流振荡发生器
DE202015104279U1 (de) * 2015-06-08 2016-12-21 Technische Universität Berlin Fluidisches Bauteil und Anwendungen des fluidischen Bauteils
CN105435976B (zh) * 2015-11-18 2018-07-20 北京航空航天大学 一种自激振荡气体射流辅助雾化装置
DE102015222771B3 (de) * 2015-11-18 2017-05-18 Technische Universität Berlin Fluidisches Bauteil
DE102016219427A1 (de) * 2016-10-06 2018-04-12 Fdx Fluid Dynamix Gmbh Fluidisches Bauteil

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