旋转缩放型磨蚀-空蚀耦合试验方法及其设备.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102331380A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102331380A(43)申请公布日2012.01.25(21)申请号201110278610.4(22)申请日2011.09.19(71)申请人水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院地址210029江苏省南京市广州路223号(72)发明人白银丁建彤蔡跃波王新石研然(74)专利代理机构江苏致邦律师事务所32230代理人栗仲平(51)Int.Cl.G01N3/56(2006.01)G01N3/02(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称旋转缩放型磨蚀-空蚀耦合试验方法及其设备(57)摘要旋转缩放型磨蚀-空蚀耦合试验方法及其设备：被测试件内缘制成突起形，摆放在密封磨蚀-空蚀腔内，与磨蚀-空蚀腔内旋转叶轮配合形成缩放型水流通道；灌装含沙水流；开动旋转驱动电机和循环水泵，含沙水流从空心叶片中喷出并高速旋转流动；对混凝土试件表面形成冲磨破坏和空蚀破坏；试验后取出试件称重并量测磨蚀深度；排出含沙水流。磨蚀-空蚀耦合试验设备设有磨蚀-空蚀腔，腔内设有空心结构的旋转喷水沙叶轮，被测试件内缘的突起与旋转叶轮配合，在磨蚀-空蚀腔内形成缩放型水流通道。本发明可测试混凝土在高速含沙水流磨蚀-空蚀耦合作用下的抗冲磨防空蚀能力，最大流速可达40m/s～60m/s，占地面积小，冲磨效率高。节能环保。CN10238ACCNN110233138002331393A权利要求书1/2页1.一种旋转缩放型磨蚀-空蚀耦合试验方法，其特征在于，步骤如下：⑴.将被测试件的俯视图制成以下形状：内、外缘为同心弧线的梯形，其中内缘弧线上增加有向圆心方向的突起，该突起为左右不对称设置；⑵.将步骤⑴制成的被测试件摆放在密封的磨蚀-空蚀腔内；被测试件内缘与磨蚀-空蚀腔内的旋转叶轮配合形成缩放型水流通道；⑶.在磨蚀-空蚀腔内灌装含沙水流；⑷.开动旋转驱动电机和循环水泵，磨蚀-空蚀腔内的含沙水流在循环水泵的驱动下进入空心轴中，再从空心叶片中喷出；并在旋转叶轮的驱动下沿着叶轮与试件形成的缩放型水流通道高速旋转流动；含沙水流在缩放型通道中高速运动时，对混凝土试件表面形成冲磨破坏，同时由于通道断面尺寸不断变化，压力也不断变化，水流会不断地空化、溃灭，对混凝土试件表面形成空蚀破坏；⑸.试验结束后，关闭旋转驱动电机和水泵，打开磨蚀-空蚀腔上盖，取出试件称重并量测磨蚀深度；⑹.打开出水口，含沙水流会顺管道排出。2.根据权利要求1所述的旋转缩放型磨蚀-空蚀耦合试验方法，其特征在于，在步骤⑷中增加有步骤⑷-1：对所述的旋转驱动电机进行冷却；所述的步骤⑷与步骤⑷-1同时进行。3.根据权利要求1所述的旋转缩放型磨蚀-空蚀耦合试验方法，其特征在于，在步骤⑷中增加有步骤⑷-2：在循环水管外设置冷却水槽，对循环水管中循环流动的含沙水流进行冷却；所述的步骤⑷与步骤⑷-2同时进行。4.根据权利要求1~3之一所述的旋转缩放型磨蚀-空蚀耦合试验方法，其特征在于，在步骤⑹之后增加步骤⑺：待含沙水流排干净后，再用自来水将整个管路冲洗干净。5.权利要求1所述的旋转缩放型磨蚀-空蚀耦合试验方法所使用的装置：一种旋转缩放型磨蚀-空蚀耦合试验设备，设有磨蚀-空蚀腔，该磨蚀-空蚀腔内装有含沙水，其特征在于，所述的磨蚀-空蚀腔内设有由旋转驱动电机带动的旋转喷水沙叶轮，该旋转喷水沙叶轮为空心结构，并在叶轮的外缘设有喷口：由循环水管、循环水泵组成的含沙水循环系统与旋转喷水沙叶轮的空心轴及叶轮外缘的喷口连通；同时，被测试件内缘的突起与旋转叶轮配合，在所述的磨蚀-空蚀腔内形成缩放型水流通道。6.根据权利要求5所述的旋转缩放型磨蚀-空蚀耦合试验设备，其特征在于，所述的旋转驱动电机采用水下电机，并置于冷却水箱中。7.根据权利要求5所述的旋转缩放型磨蚀-空蚀耦合试验设备，其特征在于，所述的循环水管采用螺旋形循环水管，并置于冷却水槽中。8.根据权利要求5所述的旋转缩放型磨蚀-空蚀耦合试验设备，其特征在于，所述的叶轮表面覆盖一一层耐磨材料，喷水沙叶片表面也覆盖一层耐磨材料。9.根据权利要求5~8之一所述的旋转缩放型磨蚀-空蚀耦合试验设备，其特征在于，所述的旋转叶轮上装有圆形挡水板，挡水板与叶轮转轴之间是空腔，只有挡水板外侧的叶片外露部分受到水流阻力。10.根据权利要求5~8之一所述的旋转缩放型磨蚀-空蚀耦合试验设备，其特征在于，所述的磨蚀-空蚀腔设有上盖，该上盖是一个整体，通过固定螺栓和密封橡胶圈使磨蚀-空2CCNN110233138002331393A权利要求书2/2页蚀腔内形成密封空间。3CCNN110233138002331393A说明书1/6页旋转缩放型磨蚀-空蚀耦合试验方法及其设备技术领域[0001]本发明