CN110715788B 磁悬浮气固两相激波管实验装置和实验方法 （浙江理工大学）

磁悬浮气固两相激波管实验装置和实验方法本发明公开了一种磁悬浮气固两相激波管实验装置和实验方法。可视化测试段内开有凹2压段(4)和第一方管段(6)之间通过圆变方过渡段(5)连接，高气压段(2)和气压段(4)端口段(7)侧壁并在端部安装有隔板固定螺帽(18)的进行限位；隔板连接杆(19)作为分隔板(11)旋转轴，分隔板(11)的旋转轴位于靠近可视化测试段(7)中央的一侧(7)内顶面两侧的两个分隔板(11)以可视化测试段(7)中央对称布置，可视化测试底面两侧的两个分隔板(11)以可视化测试段(7)中央对称布置；隔板连接杆(19)端部连接(8)，两个可拆卸电磁线圈(8)的轴向同轴竖直布置且在可视化测试段(经过可拆卸电磁线圈(8)的电流大小，使得在分隔板(11)围成的内部封闭空间内的颗粒在磁场力和重力的平衡下形成静态悬浮颗粒床；第一方管段(6)上安装有沿爆破方向间隔布所述的可视化测试段(7)内顶面两侧的两个分隔板(11)的长度尺寸为可视化测试段所述的可视化测试段(7)内底面两侧的两个分隔板(11)的长度尺寸为可视化测试段视化测试段(7)内顶面两侧的两个分隔板(11)的旋转轴相比可视化测试段(7)内底面两侧的两个分隔板(11)的旋转轴更靠近可视化测试段(7)中央，形成上下两组分隔板(11)的错电磁线圈(8)的电流强度实现对颗粒悬浮和分隔板(11)围成的内部封闭空间内的颗粒体积3其中，z(n)表示每米线圈缠绕圈数为n时对应的线圈沿Z方向的位置，z方向是竖直方7.应用于权利要求1-5任一所述磁悬浮气固两相激波管实验装置的一种实验方法，其带动两块分隔板(11)旋转落下至竖直位置，将称量记录好重量的颗粒放置在两块分隔板然后打开可调直流电源(9)使得电磁线圈(8)通电产生电磁场，调节电磁线圈(8)的电接着打开高压气瓶(1)使高气压段(2)与气压段(4)存在气压比，采用激波在经过可视化测试段(7)和静态悬浮颗粒床发生冲击碰撞时，使用纹影仪将可视化测试段(7)处激波和颗粒碰撞产生的激波-颗粒相互作用和颗粒-颗粒相互作用反映成影8.根据权利要求7所述的一种实验方法，其特征在于：通1)根据第一压力传感器(17)和第二压力传感器(16)之间的轴向间距以及第一压力传感器(17)和第二压力传感器(16)分别采集到压力数据的时间差采用以下公式计算获得激示激波通过第一压力传感器(17)和第二压力传感器42)由第三压力传感器(15)和第四压力传感器(14)采集获得的压力数据采用与步骤1)3)将步骤2)获得的激波的马赫数和步骤1)获得的入射激波的马赫数相减的差值作为5[0002]激波与颗粒群相互作用是可压缩颗粒负载流中普遍而重要的现象，涉及航空航6[0008]所述的可视化测试段内顶面两侧的两个分隔板的长度尺寸为可视化测试段上下[0009]所述的可视化测试段内底面两侧的两个分隔板的长度尺寸为可视化测试段上下[0010]所述的可视化测试段内顶面两侧的两个分隔板的旋转轴相比可视化测试段内底面两侧的两个分隔板的旋转轴更靠近可视化测试段中央，形成上下两组分隔板的错位分[0011]通过调节电磁线圈的电流强度实现对颗粒悬浮和分隔板围成的内部封闭空间内7化测试段处激波和颗粒碰撞产生的激波-颗粒相互作用和颗粒-颗粒相互作用反映成影像，[0022]通过四个压力传感器采集压力数据获得激波的衰减变化具体采用以下方式处理[0023]1)根据第一压力传感器和第二压力传感器之间的轴向间距以及第一压力传感器和第二压力传感器分别采集到压力数据的时间差采用以下公式计算获[0029]2)由第三压力传感器和第四压力传感器采集获得的压力数据采用与步骤1)相同[0030]3)将步骤2)获得的激波的马赫数和步骤1)获得的入射激波的马赫数相减的差值[0031]本发明通过对以前实验装置的改进，利用磁悬浮组件使颗粒形成静态悬浮颗粒[0033]本发明可以使颗粒均匀且不受其他外在条件例如重力的影响下静态悬浮在激波实验例如高速摄影仪和纹影仪对激波与稠密颗粒床相互作用时的颗粒床进行高速纹影拍8穿于分隔板11安装且固定连接，隔板连接杆19两端活动安装于可视化测试段7侧壁并在穿线圈8均连接到可调直流电源9，通过可调直流电源9驱动可拆卸电磁线圈8通电产生电磁调节经过可拆卸电磁线圈8的电流大小，使得在分隔板11围成的内部封闭空间内的颗粒在有沿爆破方向间隔布置的第三压力传感器15和第四压力传[0045]可视化测试段7内顶面两侧的两个分隔板11的长度尺寸为可视化测试段7上下内径尺寸加上凹槽的厚度尺寸，使得分隔板11旋转到竖直位置时能完整覆盖可视化测试段7[0046]可视化测试段7内底面两侧的两个分隔板11的长度尺寸为可视化测试段7上下内9[0047]可视化测试段7内顶面两侧的两个分隔板11的旋转轴相比可视化测试段7内底面两侧的两个分隔板11的旋转轴更靠近可视化测试段7中央，形成上下两组分隔板11的错位[0049]通过调节电磁线圈8的电流强度实现对颗粒悬浮和分隔板11围成的内部封闭空间[0060]然后打开可调直流电源9使得电磁线圈8通电产生电磁场，调节电磁线圈8的电流[0062]激波在经过可视化测试段7和静态悬浮颗粒床发生冲击碰撞时，使用纹影仪将可视化测试段7处激波和颗粒碰撞产生的激波-颗粒相互作用和颗粒-颗粒相互作用反映成影[0064]1)根据第一压力传感器17和第二压力传感器16之间的轴向间距以及第一压力传感器17和第二压力传感器16分别采集到压力数据的时间差采用以下公式计算获得激波的示激波通过第一压力传感器17和第二压力传[0070]2)由第三压力传感器15和第四压力传感器14采集获得的压力数据采用与步骤1)[0071]3)将步骤2)获得的激波的马赫数和步骤1)获得的入射激波的马赫数相减的差值[0073]利用高速摄影仪记录的颗粒体积分数随着激波管轴向距离的关系如图5所示，从图中可以看到，从t＝0的初始时刻到t＝280ms时刻，