一種能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗(yàn)件及試驗(yàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗(yàn)件，由待測(cè)試材料主體和遮擋屏組成，遮擋屏上相鄰的兩個(gè)表面與待測(cè)試材料主體的一個(gè)表面形成Z字型結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還提供了一種能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗(yàn)方法，利用射流通過遮擋屏的邊緣來產(chǎn)生射流前緣，獲得射流前緣撞擊待測(cè)試材料主體表面的效果；通過調(diào)整試驗(yàn)件的安裝角度，得到不同角度的液固撞擊的侵蝕效果。相比傳統(tǒng)的試驗(yàn)件，其模仿射流前緣撞擊的效果符合實(shí)際，試驗(yàn)結(jié)果能夠揭示液固高速撞擊產(chǎn)生破壞的機(jī)理，且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)施的特點(diǎn)。
【專利說明】一種能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗(yàn)件及試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有新形式的用于測(cè)試材料抵抗液體撞擊效果的試驗(yàn)件及試驗(yàn)方法，屬于材料抵抗液體撞擊性能試驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]液體高速撞擊固體材料表面,將對(duì)固體材料產(chǎn)生侵蝕作用。汽輪機(jī)的低壓末級(jí)動(dòng)葉工作在濕蒸汽區(qū)，靜葉表面凝結(jié)的水膜被氣流撕裂成二次水滴后，可能與動(dòng)葉間產(chǎn)生300?700m/s的高速撞擊，對(duì)動(dòng)葉材料產(chǎn)生強(qiáng)烈的水蝕作用。與之類似，飛機(jī)在高速穿過云層、雨區(qū)時(shí)，表面材料容易受到水滴撞擊。水滴與飛機(jī)之間極高的相對(duì)速度會(huì)造成觀察窗、雷達(dá)罩等構(gòu)件的變形和破壞，從而導(dǎo)致儀器的失效甚至威脅飛行安全。在工程上，通過建立旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)，用試驗(yàn)的方式來研究液固高速撞擊過程中流體和材料的動(dòng)力學(xué)行為、材料的損傷機(jī)理以及材料抵抗液體撞擊的效果。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于材料抵抗液體撞擊的效果往往通過旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)件多次液固撞擊試驗(yàn)裝置，采用平板、圓柱或者翼型試驗(yàn)件。在使用射流撞擊來測(cè)試材料的抗侵蝕效果時(shí)，這類試驗(yàn)件無法模擬射流的前緣或者是液滴的撞擊效果。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠安裝在旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)件多次液固撞擊試驗(yàn)裝置上，模擬射流前緣對(duì)材料相同位置的重復(fù)撞擊效果的試驗(yàn)件及試驗(yàn)方法。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗(yàn)件，其特征在于:由待測(cè)試材料主體和遮擋屏組成，遮擋屏上相鄰的兩個(gè)表面與待測(cè)試材料主體的一個(gè)表面形成Z字型結(jié)構(gòu)。
[0006]優(yōu)選地，所述待測(cè)試材料主體下部設(shè)有安裝孔。
[0007]優(yōu)選地，所述遮擋屏采用與待測(cè)試材料主體相同或不同的材料制成。
[0008]優(yōu)選地，所述遮擋屏采用耐液體侵蝕陶瓷或司太立合金材料制成。
[0009]本發(fā)明還提供了一種能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗(yàn)方法，其特征在于:采用上述能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗(yàn)件，該方法由以下3個(gè)步驟組成:
[0010]步驟1:將試驗(yàn)件安裝在旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)件多次液固撞擊試驗(yàn)裝置上；
[0011]步驟2:根據(jù)試驗(yàn)需要的液固撞擊角度，調(diào)整試驗(yàn)件的安裝角度；
[0012]步驟3:試驗(yàn)開始，穩(wěn)態(tài)射流沖擊在試驗(yàn)件的遮擋屏的表面上；隨著試驗(yàn)件繼續(xù)前進(jìn)，當(dāng)射流中心走過遮擋屏的邊緣時(shí)，射流前緣重新生成并撞向待測(cè)試材料主體的表面，射流前緣與待測(cè)試材料主體的表面發(fā)生碰撞。
[0013]優(yōu)選地，所述步驟I中，試驗(yàn)件通過待測(cè)試材料主體下部的安裝孔安裝在旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)件多次液固撞擊試驗(yàn)裝置上。
[0014]優(yōu)選地，所述步驟2中，根據(jù)試驗(yàn)需要的液固撞擊角度，調(diào)整試驗(yàn)件的安裝角度的方法為:[0015]設(shè)試驗(yàn)件以絕對(duì)速度U運(yùn)動(dòng)，射流以絕對(duì)速度c運(yùn)動(dòng)，射流速度c與試驗(yàn)件運(yùn)動(dòng)相反方向的夾角為α，根據(jù)余弦定理，計(jì)算得到射流與試驗(yàn)件的相對(duì)速度w:
[001 6]
【權(quán)利要求】
1.一種能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗(yàn)件，其特征在于:由待測(cè)試材料主體(A)和遮擋屏(C)組成，遮擋屏(C)上相鄰的兩個(gè)表面與待測(cè)試材料主體(A)的一個(gè)表面形成Z字型結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗(yàn)件，其特征在于:所述待測(cè)試材料主體(A)下部設(shè)有安裝孔(I)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗(yàn)件，其特征在于:所述遮擋屏(C)采用與待測(cè)試材料主體(A)相同或不同的材料制成。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗(yàn)件，其特征在于:所述遮擋屏(C)采用耐液體侵蝕陶瓷或司太立合金材料制成。
5.一種能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗(yàn)方法，其特征在于:采用權(quán)利要求1所述的能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗(yàn)件，該方法由以下3個(gè)步驟組成: 步驟1:將權(quán)利要求1所述的能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗(yàn)件安裝在旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)件多次液固撞擊試驗(yàn)裝置上； 步驟2:根據(jù)試驗(yàn)需要的液固撞擊角度，調(diào)整試驗(yàn)件的安裝角度； 步驟3:試驗(yàn)開始，穩(wěn)態(tài)射流(B)沖擊在試驗(yàn)件的遮擋屏(C)的表面(D)上；隨著試驗(yàn)件繼續(xù)前進(jìn)，當(dāng)射流中心走過遮擋屏(C)的邊緣(E)時(shí)，射流前緣(G)重新生成并撞向待測(cè)試材料主體的表面(F)，射流前緣(G)與待測(cè)試材料主體的表面(F)發(fā)生碰撞。
6.如權(quán)利要求5所述的一種能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗(yàn)方法，其特征在于:所述步驟I中，試驗(yàn)件通過待測(cè)試材料主體(A)下部的安裝孔(I)安裝在旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)件多次液固撞擊試驗(yàn)裝置上。
7.如權(quán)利要求5所述的一種能產(chǎn)生射流前緣的液體撞擊試驗(yàn)方法，其特征在于:所述步驟2中，根據(jù)試驗(yàn)需要的液固撞擊角度，調(diào)整試驗(yàn)件的安裝角度的方法為: 設(shè)試驗(yàn)件以絕對(duì)速度u運(yùn)動(dòng)，射流以絕對(duì)速度c運(yùn)動(dòng)，射流速度c與試驗(yàn)件運(yùn)動(dòng)相反方向的夾角為α，根據(jù)余弦定理，計(jì)算得到射流與試驗(yàn)件的相對(duì)速度W:
【文檔編號(hào)】G01N17/00GK103940729SQ201410187293
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】汪勇, 史進(jìn)淵, 楊宇, 鄧志成, 危奇, 張恒濤 申請(qǐng)人:上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院
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