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专利号: 2022109567553
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种新型磁力交变空化实验装置,包括空化发生器(13)和供液循环系统;其中,空化发生器(13)正中间是贯通的空化发生腔(30),供液循环系统给空化发生器(13)内部注入液体;其特征在于:空化发生器(13)材质透明,两端各设有一个磁力驱动器,两个磁力驱动器结构相同且相对于空化发生腔(30)的中心对称,每个磁力驱动器都具有一个活塞缸和一个通电线圈壳体,活塞缸固定连接在通电线圈壳体和空化发生器(13)之间,三者的中心轴共线;每个活塞缸内部各设有依次连接的一个活塞、一个永磁体和一个弹簧,活塞靠近空化发生腔(30)一侧,活塞、永磁体、弹簧的中心轴与活塞缸的中心轴共线;两个永磁体均沿中心轴方向充磁且充磁方向相反;每个所述的通电线圈壳体内部各设有一个电磁铁,每个所述的电磁铁上绕有一个线圈,电磁铁和线圈的中心轴与永磁体的中心轴共线;两个所述的活塞与空化发生腔(30)之间是一个密闭腔;两个所述的线圈同时通入互为相反的电流,驱动相应的两个所述的永磁体和活塞向远离或靠近空化发生腔(30)运动;空化发生腔(30)内壁上布置有温度传感器(29)和压力传感器(28);

空化发生腔(30)是圆柱形台阶通孔,正中间有内径变小的一段,所述的温度传感器

(29)和压力传感器(28)设置在所述的内径变小的一段的内壁上;

空化发生器(13)上开有进液孔(9)和排液孔(25),供液循环系统包括储液箱(2)、柱塞泵(4)、输液管(5)和排液管(41),储液箱(2)通过输液管(5)连接进液孔(9),通过排液管(41)连接排液孔(25),输液管(5)设置第一节流阀(3)、柱塞泵(4)、压力表(6)、流量计(7)和第二节流阀(11)。

2.根据权利要求1所述的一种新型磁力交变空化实验装置,其特征在于:两个所述的线圈均经相应的控制电路连接计算机(12),温度传感器(29)和压力传感器(28)通过信号线与计算机(12)相连。

3.根据权利要求1所述的一种新型磁力交变空化实验装置,其特征在于:在两个活塞缸内壁上,紧靠近空化发生腔(30)两端部处的位置设有缓冲片。

4.一种采用权利要求1所述的新型磁力交变空化实验装置的空化实验方法,其特征在

于包括以下步骤:

改变两个所述线圈的磁力大小以及周期,两个活塞在交变磁场和弹簧的作用下往复运

动,改变密闭腔的体积,正负压交替产生空化;

在空化发生器(13)外部,正对着空化发生腔(30)中间段放置高速摄像机,拍摄空化发生腔(30)内部空泡的产生、发展、溃灭过程中的空泡云形状尺寸和周期;

压力传感器(28)和温度传感器(29)分别检测液体在空化发生腔(30)内的压力变化和温度变化;

根据所述的压力变化、温度变化、空泡云形状尺寸和周期、线圈的磁力大小以及周期分析空泡溃灭机理。

5.根据权利要求4所述的空化实验方法,其特征在于:两个活塞往复一个周期时间大于空泡产生、发展、溃灭的单个周期时间。

6.根据权利要求4所述的空化实验方法,其特征在于:当压力传感器(28)测得最大压力时,两个活塞之间的距离最近,密闭腔内空间最小,压力传感器(28)测得最小压力时,两个活塞之间的距离最远,密闭腔内空间最小,确定出容积变化率和作用时间。

7.根据权利要求4所述的空化实验方法,其特征在于:当改变空化发生腔(30)的孔径大小和孔腔截面的形状,通过两个线圈通入电流的强弱和周期性的改变电流方向,改变两个活塞的运动频率和行程,获得空化发生腔(30)中孔径大小和孔腔截面形状对容积交变空化工艺参数的影响。

8.根据权利要求4所述的空化实验方法,其特征在于:在空化发生腔30中加入磨粒,温度传感器(29)和压力传感器(28)检测空泡与磨粒间作用的温度变化和压力变化,高速摄像机拍摄空泡与磨粒间的相互云图、周期及作用区域。