CN209858215U - 一种用于piv测量进气滚流流场强度的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于PIV测量进气滚流流场强度的装置,属于流体机械内部流动技术领域，包括稳压箱、调整固定框架、观察窗法兰、透明观察窗、气流转换管、透明缸筒及T型筒；所述稳压箱的顶部固定有法兰；所述稳压箱的箱体上设置有取压孔，所述气流转换管装在稳压箱上，穿过稳压箱的箱体，气流转换管的两端分别与透明观察窗和透明缸筒连接，所述透明缸筒和T型筒位于调整固定框架内；该装置将透明玻璃缸筒、透明观察窗、T型模拟缸筒等部件通过一定结构组合在一起，该装置能满足片光源的照射，可以实现不同发动机机型气道的内部流场测量，即可以测量流域中某一截面处的流速分布和流速大小，测量结果可用于验证CFD计算结果。
Description
技术领域
本实用新型属于流体机械内部流动技术领域，具体涉及一种用于PIV测量进气滚流流场强度的装置。
背景技术
目前，汽油机缸盖或吹风盒稳态进气缸内滚流强度的测量方法主要采用叶片法和涡流动量矩法。这两种方法的优点是结构简单，操作方便，测量结果较稳定，但都无法与进气道稳态CFD计算结果有较好的对应性，只能得到宏观整体流动状态，无法得到具体的流场流速分布状态。现代PIV技术可实现流场测量，即可以测量流域中某一截面处的流速分布和流速大小，测量结果可用于验证CFD计算结果。
PIV技术可以实现截面流场的测量，现有二维和三维测量设备。二维PIV测量装置需要摄像头与被测截面垂直，三维PIV测量装置的两个摄像头可以与被测截面成一定角度，但两种测量都需要片光源照亮被测截面。相比之下，原有的两种测量方法无法与进气道稳态CFD计算结果有较好的对应性，只能得到宏观整体流动状态，无法得到具体的流场流速分布状态。
实用新型内容
为了可以测量流域中某一截面处的流速分布和流速大小，测量结果可用于验证CFD计算结果，本实用新型提供了一种用于PIV测量进气滚流流场强度的装置，该装置将透明玻璃缸筒、透明观察窗、T型模拟缸筒等部件通过一定结构组合在一起，该装置能满足片光源的照射，可适应不同缸径、不同缸内流场(涡流或滚流)的测量。
本实用新型通过如下技术方案实现：
一种用于PIV测量进气滚流流场强度的装置，包括稳压箱1、调整固定框架、观察窗法兰5、透明观察窗7、气流转换管10、透明缸筒13及T型筒15；
所述稳压箱1的顶部固定有法兰2，法兰2上设置有出口3，用于将气流引出到流量计和空气泵；所述稳压箱1的箱体上设置有取压孔9，用于设定试验压差；所述气流转换管10装在稳压箱1上，穿过稳压箱1的箱体，气流转换管10的两端分别通过密封胶圈与透明观察窗7和透明缸筒13连接，透明缸筒13的另一端与T型筒15的一端连接，所述透明观察窗7的另一端与观察窗法兰5连接，所述观察窗法兰5固定在稳压箱1上；所述透明缸筒13和T型筒15位于调整固定框架内；所述调整固定框架由四根主梁17、两个支脚21、上横梁22、下横梁23及调整梁26组成，所述四根主梁17平行放置，主梁17的一端均与稳压箱1连接，另一端均与垂直放置的支脚21连接，所述上横梁22与下横梁23位于两个支脚之间，保证整个框架的稳定和平衡；所述透明缸筒13的一端通过前挡板14和前密封圈12与稳压箱1连接，所述透明缸筒13的另一端通过后挡板18和后密封圈19固定主梁17上，所述T型筒15的另一端通过调整板20固定在主梁17上；所述调整梁26固定在两个支脚21之间，调节杆25穿过调整梁26顶在调整板20的一侧，用于控制调整板20与后挡板18之间的距离。
进一步地，所述气流转换管10上周向布置一排圆孔11，所述圆孔11的累加总面积不小于出口3的面积。
进一步地，所述透明观察窗7的另一端通过减震密封圈8与观察窗法兰5连接，所述观察窗法兰5通过内六角螺栓6固定在稳压箱1上。
进一步地，所述稳压箱1的两侧设置有可拆卸的右箱门4和左箱门27，便于气流转换管10的安装和清洗维护。
进一步地，所述前挡板14、后挡板18及调整板20均通过角接件24与四根主梁17连接固定。
进一步地，所述T型筒15上设置有入口法兰16，所述入口法兰16与发动机缸盖底平面接触密封。
与现有技术相比，本实用新型的优点如下：
本实用新型的一种用于PIV测量进气滚流流场强度的装置，可以实现不同发动机机型气道的内部流场测量，即可以测量流域中某一截面处的流速分布和流速大小，测量结果可用于验证CFD计算结果。安装更换简单，操作方便，通用性和稳定性强。
附图说明
图1为本实用新型的一种用于PIV测量进气滚流流场强度的装置的结构示意图；
图2为为本实用新型的一种用于PIV测量进气滚流流场强度的装置的局部剖视图；
图中：稳压箱1、法兰2、出口3、右箱门4、观察窗法兰5、内六角螺栓6、透明观察窗7、减震密封圈8、取压孔9、气流转换管10、圆孔11、前密封圈12、透明缸筒13、前挡板14、T型筒15、入口法兰16、主梁17、后挡板18、后密封圈19、调整板20、支脚21、上横梁22、下横梁23、角接件24、调节杆25、调整梁26、左箱门27、T型筒止口28。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步地说明。
实施例1
一种用于PIV测量进气滚流流场强度的装置，包括稳压箱1、调整固定框架、观察窗法兰5、透明观察窗7、气流转换管10、透明缸筒13及T型筒15；
所述稳压箱1的顶部固定有法兰2，法兰2上设置有出口3，用于将气流引出到流量计和空气泵；所述稳压箱1的箱体上设置有取压孔9，用于设定试验压差；所述气流转换管10装在稳压箱1上，穿过稳压箱1的箱体，气流转换管10的两端分别通过密封胶圈与透明观察窗7和透明缸筒13连接，透明缸筒13的另一端与T型筒15的一端连接，所述透明观察窗7的另一端与观察窗法兰5连接，所述观察窗法兰5固定在稳压箱1上；所述透明缸筒13和T型筒15位于调整固定框架内；所述调整固定框架由四根主梁17、两个支脚21、上横梁22、下横梁23及调整梁26组成，所述四根主梁17平行放置，主梁17的一端均与稳压箱1连接，另一端均与垂直放置的支脚21连接，所述上横梁22与下横梁23位于两个支脚之间，保证整个框架的稳定和平衡；所述透明缸筒13的一端通过前挡板14和前密封圈12与稳压箱1连接，所述透明缸筒13的另一端通过后挡板18和后密封圈19固定主梁17上，所述T型筒15的另一端通过调整板20固定在主梁17上；所述调整梁26固定在两个支脚21之间，调节杆25穿过调整梁26顶在调整板20的一侧，用于控制调整板20与后挡板18之间的距离，然后用角接件24固定。
所述气流转换管10上周向布置一排圆孔11，所述圆孔11的累加总面积不小于出口3的面积。
所述透明观察窗7的另一端通过减震密封圈8与观察窗法兰5连接，所述观察窗法兰5通过内六角螺栓6固定在稳压箱1上。
所述稳压箱1的两侧设置有可拆卸的右箱门4和左箱门27，便于气流转换管10的安装和清洗维护。
所述前挡板14、后挡板18及调整板20均通过角接件24与四根主梁17连接固定。
所述T型筒15上设置有入口法兰16，所述入口法兰16与发动机缸盖底平面接触密封。
与稳压箱1固定在一起的法兰2的出口3负责将气流引出到流量计和空气泵，取压孔9用于设定试验压差，气流转换管10装在稳压箱1上，气流转换管10两端分别通过密封胶圈与透明观察窗7和透明缸筒13连接，从T型筒15过来的气流通过气流转换管10上周向布置的一排圆孔11均匀引导进稳压箱1中，同时不影响通过透明观察窗7测量透明缸筒13内的流场。透明观察窗7和减震密封圈8一起封装在观察窗法兰5上，通过内六角螺栓6固定在稳压箱1上。稳压箱1两侧装有可拆卸的右箱门4和左箱门27，便于气流转换管10的安装和清洗维护。透明缸筒13通过前挡板14和前密封圈12与稳压箱1连接，后挡板18和后密封圈19一方面固定透明缸筒13，另一方面连接和定位T型筒15。T型筒15和透明缸筒13可根据不同缸径进行更换，只需根据缸径尺寸更换前密封圈12后密封圈19即可。T型筒15由调整板20固定，装在调整梁26上的调节杆25顶在调整板20侧面，用于控制调整板20与后挡板18之间的距离和固定。前挡板14、后挡板18、调整板20通过角接件24与四根主梁17连接固定。两根铝合金支脚21与主梁17连接，通过上横梁22和下横梁23加固，进而保证整个装置的稳定和平衡。T型筒15入口法兰16与缸盖底平面接触密封。各主梁17间预留空间，便于片光源的照射。
运行过程:不同机型的发动机缸盖试验前，更换相应的T型筒15和透明缸筒13，只需根据缸径尺寸更换前密封圈12和后密封圈19即可。T型筒15由调整板20固定，装在调整梁26上的调节杆25顶在调整板20侧面，用于控制调整不同机型的板20与后挡板18之间的距离和固定。在出口3处连接空气泵使稳压箱1内形成稳定的压差，缸盖底面与T型筒止口28密封相连，通过发烟装置产生的烟雾气流经发动机的气道进入燃烧室进而进入T型筒15中，沿透明缸筒13、气流转换管10进入稳压箱1中，最后由出口3流出。在平行透明缸筒13端面的已定测量部位用激光照射，调好距离的高速相机在透明观察窗7处拍照，即可得到流场图，完成PIV测量。
Claims (6)
1.一种用于PIV测量进气滚流流场强度的装置，其特征在于，包括稳压箱(1)、调整固定框架、观察窗法兰(5)、透明观察窗(7)、气流转换管(10)、透明缸筒(13)及T型筒(15)；
所述稳压箱(1)的顶部固定有法兰(2)，法兰(2)上设置有出口(3)，用于将气流引出到流量计和空气泵；所述稳压箱(1)的箱体上设置有取压孔(9)，用于设定试验压差；所述气流转换管(10)装在稳压箱(1)上，穿过稳压箱(1)的箱体，气流转换管(10)的两端分别通过密封胶圈与透明观察窗(7)和透明缸筒(13)连接，透明缸筒(13)的另一端与T型筒(15)的一端连接，所述透明观察窗(7)的另一端与观察窗法兰(5)连接，所述观察窗法兰(5)固定在稳压箱(1)上；所述透明缸筒(13)和T型筒(15)位于调整固定框架内；所述调整固定框架由四根主梁(17)、两个支脚(21)、上横梁(22)、下横梁(23)及调整梁(26)组成，所述四根主梁(17)平行放置，主梁(17)的一端均与稳压箱(1)连接，另一端均与垂直放置的支脚(21)连接，所述上横梁(22)与下横梁(23)位于两个支脚之间，保证整个框架的稳定和平衡；所述透明缸筒(13)的一端通过前挡板(14)和前密封圈(12)与稳压箱(1)连接，所述透明缸筒(13)的另一端通过后挡板(18)和后密封圈(19)固定主梁(17)上，所述T型筒(15)的另一端通过调整板(20)固定在主梁(17)上；所述调整梁(26)固定在两个支脚(21)之间，调节杆(25)穿过调整梁(26)顶在调整板(20)的一侧，用于控制调整板(20)与后挡板(18)之间的距离。
2.如权利要求1所述的一种用于PIV测量进气滚流流场强度的装置，其特征在于，所述气流转换管(10)上周向布置一排圆孔(11)。
3.如权利要求1所述的一种用于PIV测量进气滚流流场强度的装置，其特征在于，所述透明观察窗(7)的另一端通过减震密封圈(8)与观察窗法兰(5)连接，所述观察窗法兰(5)通过内六角螺栓(6)固定在稳压箱(1)上。
4.如权利要求1所述的一种用于PIV测量进气滚流流场强度的装置，其特征在于，所述稳压箱(1)的两侧设置有可拆卸的右箱门(4)和左箱门(27)，便于气流转换管(10)的安装和清洗维护。
5.如权利要求1所述的一种用于PIV测量进气滚流流场强度的装置，其特征在于，所述前挡板(14)、后挡板(18)及调整板(20)均通过角接件(24)与四根主梁(17)连接固定。
6.如权利要求1所述的一种用于PIV测量进气滚流流场强度的装置，其特征在于，所述T型筒(15)上设置有入口法兰(16)，所述入口法兰(16)与发动机缸盖底平面接触密封。
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| CN201920553945.4U CN209858215U (zh) | 2019-04-23 | 2019-04-23 | 一种用于piv测量进气滚流流场强度的装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115728067A (zh) * | 2022-11-05 | 2023-03-03 | 哈尔滨工程大学 | 一种可视化高压燃烧室试验装置 |
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2019
- 2019-04-23 CN CN201920553945.4U patent/CN209858215U/zh active Active
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| CN115728067A (zh) * | 2022-11-05 | 2023-03-03 | 哈尔滨工程大学 | 一种可视化高压燃烧室试验装置 |
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