1.实现可变射流孔形状及射流角度的仿生射流表面测试装置,包括射流供给装置、射流调控装置、射流孔转换装置、支撑装置、仿生结构试验板、矩形测试管道以及测力计,其特征在于:
所述的射流调控装置包括射流管道、电动球阀、电磁流量计、可伸缩塑料管以及快速密封接口公头;所述的射流管道上集成电动球阀和电磁流量计,所述的射流管道的进液口与射流供给装置中的水箱连接,所述的射流管道的出液口接可伸缩塑料管,所述的可伸缩塑料管的出液口接快速密封接口公头;
所述的射流孔转换装置包括快速密封接口母头S、快速密封接口母头L、快速密封接口母头J、快速密封接口母头Y、中心轴、旋转螺母、十字底座、可伸缩软管、小型导轨、移动板、圆形孔槽和固定卡栓;所述的中心轴固定在仿生结构试验板的十字凹槽中心,所述的十字底座嵌套在中心轴上,中心轴的上半部分有螺纹,安装有旋转螺母,通过控制旋转螺母使十字底座和仿生结构试验板的十字凹槽贴合;所述的十字底座上安装有四个小型导轨;所述四个小型导轨上分别安装移动板,所述的四个移动板上面分别固定快速密封接口母头S、快速密封接口母头L、快速密封接口母头J和快速密封接口母头Y,这四个母头对应不同的射流孔形状;所述移动板的一侧有一通孔,所述的十字底座边缘上有圆形孔槽;所述的十字底座的上端移动板安装在小型导轨上面,小型导轨的一侧有一排圆形孔槽,移动板上有与圆形孔槽对应的小孔,通过插入固定卡栓并通过通孔进入圆形孔槽固定移动板,每次需要变换射流角度时,拔出固定卡栓,移动移动板到相应位置,在插入固定卡栓完成固定角度;
所述的仿生结构试验板为矩形,所述的仿生结构试验板上开有十字凹槽,每个十字凹槽对应一个所述射流孔转换装置中的十字底座,并且所述的十字凹槽上铺设密封橡胶,通过旋转螺母时射流孔转换装置与仿生结构试验板贴合实现密封;所述的仿生结构试验板与矩形测试管道上盖板密封滑动连接;所述的仿生结构试验板上开有圆台型射流通孔;所述的传力板与测力计测力端相连接;
所述的矩形测试管道内主流场流速由所述的射流供给装置控制,通过变频器控制电机,再通过电机控制水泵的功率来实现主流场流速切换;所述的矩形测试管道进液口安装阻尼网,通过阻尼网来对测试管道内水流进行稳流;所述矩形测试管道出液口也安装阻尼网,通过主流管道连接小水箱,所述的小水箱顶部连接回流管道,回流管道通向射流供给装置中的水槽,实现水的循环利用。
2.根据权利要求1所述的实现可变射流孔形状及射流角度的仿生射流表面测试装置,其特征在于:所述的射流供给装置包括变频器、电机、水泵、水槽和水箱;所述的变频器的动力输出端与所述的电机的动力输入端连接,所述的电机的动力输出端与所述的水泵动力输入端相连,所述的水泵的进液口与所述的水槽连通,所述的水泵的出液口通过总水管与水箱连通。
3.根据权利要求1所述的实现可变射流孔形状及射流角度的仿生射流表面测试装置,其特征在于:所述的支撑装置包括侧板一、固定板以及侧板二,所述的侧板一和侧板二通过焊接固定在矩形测试管道上盖板上,所述的固定板横在侧板一和侧板二之间焊接固定,所述的侧板一和固定板上开有通孔,用于固定射流管道。
4.根据权利要求1所述的实现可变射流孔形状及射流角度的仿生射流表面测试装置,其特征在于:所述的矩形测试管道上盖板尾端开有卡槽;所述的矩形测试管道上盖板与仿生结构试验板密封滑动连接,在矩形测试管道上盖板上设置具有规则几何形状的阶梯型密封结构,阶梯型密封结构纵向为矩形凹槽结构,在仿生结构试验板与矩形测试管道上盖板的接触过程中,形成一系列有规则的节流间隙和膨胀空腔,通过介质的粘性摩擦以及能量的转化产生逐级节流效应,从而实现密封。
5.根据权利要求1所述的实现可变射流孔形状及射流角度的仿生射流表面测试装置,其特征在于:由于仿生结构试验板下端为主流场,上端为空心内腔,在仿生结构试验板上下两侧存在着压差,为了防止由于压差引仿生结构试验板垂直方向的振动,通过螺钉将压板固连在矩形测试管道上盖板上。
6.根据权利要求1所述的实现可变射流孔形状及射流角度的仿生射流表面测试装置,其特征在于:所述的测力计安装在所述的矩形测试管道上盖板的卡槽中进行固定,所述的测力计的测力端与所述的仿生结构试验板上的传力板贴合;当矩形测试管道中流体流动时,由于所述的仿生结构试验板与矩形测试管道滑动密封连接,所述的仿生结构试验板与流体接触的表面存在一个摩擦力,这个摩擦力通过固定在仿生结构试验板上的传力板传递给测力计得出此时的摩擦力。