一種適用于低溫氣液兩相摻混的可視化試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于氣液兩相流領(lǐng)域，具體涉及一種適用于低溫氣液兩相摻混的可視化試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]低溫兩相摻混裝置是一種在低溫流體工質(zhì)的情況下，提供氣液兩相摻混的試驗(yàn)裝置。
[0003]隨著航天和超導(dǎo)等高科技領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，低溫流體的使用越來越廣泛；而低溫流體在使用過程中必然存在氣液兩相流動；為安全高效的利用低溫流體，低溫氣液兩相流的研宄變得愈發(fā)重要。低溫氣液兩相流的研宄方法主要有數(shù)值模擬和試驗(yàn)分析兩種。由于低溫氣液兩相流動的復(fù)雜性，準(zhǔn)確的數(shù)值模擬低溫氣液兩相流動是非常困難的，所以試驗(yàn)分析的方法是國內(nèi)外在該領(lǐng)域的主要研宄手段。因低溫流體的特殊性，試驗(yàn)分析的難度較大。目前可視化的方法只應(yīng)用到簡單的低溫流體氣化即核態(tài)沸騰部分的研宄。為了開展低溫流體氣液兩相摻混的可視化試驗(yàn)，目前沒有適用的可視化裝置，因此需要一種適用于低溫氣液兩相摻混的可視化試驗(yàn)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有可視化裝置的問題和低溫流體的特性，提出了一種適用于低溫氣液兩相摻混的可視化試驗(yàn)裝置。
[0005]一種適用于低溫氣液兩相摻混的可視化試驗(yàn)裝置，包括上接管嘴、下接管嘴、氣體接入管、上密封法蘭工裝、下密封法蘭工裝、連接螺桿、內(nèi)層玻璃管、外層玻璃管和抽真空管。
[0006]所述內(nèi)層玻璃管、外層玻璃管通過徑向密封的方式與上密封法蘭工裝、下密封法蘭工裝連接；上密封法蘭工裝、下密封法蘭工裝通過連接螺桿緊固連接；上接管嘴、氣體接入管焊接在上密封法蘭工裝上，上接管嘴與內(nèi)層玻璃管上端口直接連通，氣體接入管通過上密封法蘭工裝上的氣體接入孔和集氣環(huán)連通到內(nèi)層玻璃管上的進(jìn)氣孔；下接管嘴、抽真空管焊接在下密封法蘭工裝上，下接管嘴與內(nèi)層玻璃管下端口直接連通，抽真空管和環(huán)形區(qū)域連通，所述的環(huán)形區(qū)域是指內(nèi)層玻璃管和外層玻璃管之間的空間。
[0007]所述的上密封法蘭工裝和內(nèi)層玻璃管的接觸端面、上密封法蘭工裝和外層玻璃管的接觸端面、下密封法蘭工裝和內(nèi)層玻璃管的接觸端面、下密封法蘭工裝和外層玻璃管的接觸端面上，均采用密封墊圈做緩沖。在內(nèi)層玻璃管分別與上密封法蘭工裝和下密封法蘭工裝的徑向密封位置設(shè)置密封圈；在外層玻璃管分別與上密封法蘭工裝和下密封法蘭工裝的徑向密封位置設(shè)置密封圈。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于:
[0009](I)內(nèi)外層玻璃管采用石英玻璃，兩端采用徑向密封方式和上下密封法蘭工裝連接，拆裝方便。
[0010](2)內(nèi)層玻璃管的進(jìn)氣孔采用鉆孔方式代替支管焊接方式，加工簡單，且避免了進(jìn)氣管的焊接造成的精度難控制、以及在安裝過程中進(jìn)氣支管易斷裂的問題，安裝更簡單可
A+-.與巨O
[0011](3)實(shí)際使用過程中，只需更換不同類型的內(nèi)層玻璃管，例如改變內(nèi)層玻璃管進(jìn)氣孔角度、進(jìn)氣孔數(shù)量等，以實(shí)現(xiàn)不同摻混工況。
[0012](4)上密封法蘭工裝在內(nèi)層玻璃管的進(jìn)氣孔位置采用了集氣環(huán)的設(shè)計(jì)，氣流在兩個進(jìn)氣孔間的分配更均勻，且在內(nèi)層玻璃管安裝時無須對準(zhǔn)上密封法蘭工裝的氣體接入口，減小了安裝難度。
[0013](5)內(nèi)外層玻璃管間設(shè)有抽真空管，在試驗(yàn)時與真空泵連接以對此空間抽真空，避免在低溫下壁面結(jié)霜影響觀察的問題。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖1A是本發(fā)明中密封圈的安裝位置放大示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明中上密封法蘭工裝的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2A是本發(fā)明中上密封法蘭工裝的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是本發(fā)明中下密封法蘭工裝的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:
[0020]1-上接管嘴2-氣體接入管3-上密封法蘭工裝
[0021]4-連接螺桿5-內(nèi)層玻璃管6-外層玻璃管
[0022]7-密封墊圈8-密封圈9-下密封法蘭工裝
[0023]10-抽真空管11-下接管嘴12-環(huán)形區(qū)域
[0024]13-集氣環(huán)501-進(jìn)氣孔
[0025]301-中心通孔A 302-氣體接入孔 303-螺栓孔A
[0026]901-中心通孔B 902-抽真空孔903-螺栓孔B
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0028]本發(fā)明提供一種適用于低溫氣液兩相摻混的可視化試驗(yàn)裝置，所述的低溫一般是指溫度范圍從20K至90K范圍內(nèi)的低溫液體，例如液氧、液氮和液氫等。所述的可視化試驗(yàn)裝置如圖1所示，主要包括上接管嘴1、下接管嘴11、氣體接入管2、上密封法蘭工裝3、下密封法蘭工裝9、連接螺桿4、內(nèi)層玻璃管5、外層玻璃管6和抽真空管10，還包括密封墊圈7和密封圈8。
[0029]所述的內(nèi)層玻璃管5、外層玻璃管6通過徑向密封的方式與上密封法蘭工裝3、下密封法蘭工裝9連接，所述徑向密封的位置采用密封圈8實(shí)現(xiàn)密封，如圖1A0并在上下兩個接觸端面(包括上密封法蘭工裝3和內(nèi)層玻璃管5的接觸端面、上密封法蘭工裝3和外層玻璃管6的接觸端面、下密封法蘭工裝9和和內(nèi)層玻璃管5的接觸端面、下密封法蘭工裝9和外層玻璃管6的接觸端面)上均采用密封墊圈7做緩沖；上密封法蘭工裝3、下密封法蘭工裝9分別有四個螺栓孔，通過四個連接螺桿4緊固，將所述的內(nèi)層玻璃管5和外層玻璃管6緊固密封在上密封法蘭工裝3、下密封法蘭工裝9之間；所述的內(nèi)層玻璃管5位于外層玻璃管6內(nèi)部，內(nèi)層玻璃管5外壁和外層玻璃管6內(nèi)壁之間形成環(huán)形區(qū)域12，環(huán)形區(qū)域12通過抽真空管10連接真空泵實(shí)現(xiàn)真空環(huán)境。
[0030]如圖2，所述的上密封法蘭工裝3具有一個中心通孔A301、兩個氣體接入孔302和四個螺栓孔A303，所述的中心通孔A301連接固定上接管嘴1，上接管嘴I與內(nèi)層玻璃管5的上端口直接連通；所述的氣體接入孔302連接固定氣體接入管2，所述的氣體接入管2與上密封法蘭工裝3上設(shè)置的氣體接入孔302和集氣環(huán)13連通，集氣環(huán)13為環(huán)形管道，與內(nèi)層玻璃管5上的進(jìn)氣孔501連通；所述的螺栓孔A303用于與連接螺桿4配合，實(shí)現(xiàn)上密封法蘭工裝3和下密封法蘭工裝9之間的連接。所述的氣體接入管2與上密封法蘭工裝3上的氣體接入孔302之間為焊接連接關(guān)系；所述的上接管嘴I與中心通孔A301之間的為焊接連接關(guān)系；集氣環(huán)13與氣體接入孔302加工在上密封法蘭工裝3上并連通。
[0031]如圖2A所示，所述的上密封法蘭工裝3內(nèi)表面具有與中心通孔A301同軸的兩個環(huán)形凸起結(jié)構(gòu)，所述的兩個環(huán)形凸起結(jié)構(gòu)內(nèi)壁均加工有凹槽，用于放置密封圈8。其中，較大直徑的環(huán)形凸起結(jié)構(gòu)內(nèi)徑與外層玻璃管6外徑相配合，較小直徑的環(huán)形凸起結(jié)構(gòu)內(nèi)徑與內(nèi)層玻璃管5外徑相配合。所述的氣體接入孔302貫穿在所述較小直徑環(huán)形凸起結(jié)構(gòu)內(nèi)，并與所述較小直徑環(huán)形凸起結(jié)構(gòu)內(nèi)壁上加工的集氣環(huán)13貫通，氣體接入孔302用于將氣體接入管2中的氣體通過集氣環(huán)13和進(jìn)氣孔501通入內(nèi)層玻璃管5。所述的集氣環(huán)13是加工在較小直徑環(huán)形凸起結(jié)構(gòu)內(nèi)壁的環(huán)形凹槽結(jié)構(gòu)，所述集氣環(huán)13所在平面與上密封法蘭工裝3端面平行，安裝后，內(nèi)層玻璃管5沿軸線任意旋