一种可视化管道流动磨损实验装置设计方法

摘要

本发明公开了一种同时测试流场内部流动状态及材料局部磨损性能的可视化管道流动磨损实验装置设计方法,该可视化管道流动磨损实验装置包括PIV测试系统、可视化试件托架、磨损测试试件、上游管线、下游管线及箍扣，在第1步骤中，制作可视化试件托架；在第2步骤，制作磨损测试试件；在第3步骤中，制作组合体并进行加固处理，防止可视化试件托架与磨损测试试件发生脱落及降低流体泄露风险；在第4步骤中，连接外围线路，形成完整的管道流动循环系统；在第5步骤中，借助辅助PIV测试系统，启动试验装置，实验结束后，取下磨损测试试件，进行磨损性能分析测试,同时安放另外一个磨损测试试件进行实验，可视化试件托架可反复使用。

主权项

一种可视化管道流动磨损实验装置设计方法，该可视化管道流动磨损实验装置主要包括PIV测试系统（1），可视化试件托架（2），磨损测试试件（3），联结法兰（4），箍扣（5）、上游管线（6）及下游管线（7），所述可视化管道流动磨损实验装置设计方法的特征在于：第1步骤，制作可视化试件托架（2）：选取一段管道壁厚度均匀的透明管道，在所述透明管道的外壁上镭射一个大椭圆封闭线，内壁上镭射一个与大椭圆封闭线具有同心结构的小椭圆封闭线，在内壁与外壁中间的管壁体位置镭射一个与大椭圆封闭线及小椭圆封闭线具有同心结构的中椭圆封闭线，相邻椭圆封闭线之间镭射设置倾斜线过渡连接，将所述的大椭圆封闭线、小椭圆封闭线、中椭圆封闭线以及倾斜线连接的边界组成的镭射区进行切挖，形成具有两层台阶结构的类圆台孔，所述具有类圆台孔结构的透明管道为可视化试件托架（2）；第2步骤，制作磨损测试试件（3）：将需要进行磨损测试的材料参照上述步骤1中的类圆台孔的外观形状及尺寸大小，加工打磨成与所述类圆台孔外观形状及尺寸大小相同的实体结构，该实体结构为磨损测试试件（3）；第3步骤，制作组合体并进行加固处理：将所述的磨损测试试件（3）嵌合到可视化试件托架（2）的类圆台孔中，在两者嵌合的外表面位置采用箍扣（5）加固，内部台阶位置夹设橡胶垫片；第4步骤，连接外围线路：将经过上述步骤3中得到的可视化试件托架（2）与磨损测试试件（3）的组合体通过联结法兰(4)一端与上游管线(6)联结 ，另一端与下游管线（7）联结，构成完整的管道流动循环系统；第5步骤，借助辅助系统：将PIV测试系统（1）安装在可视化试件托架（2）一侧,启动可视化管道流动磨损实验装置，拍摄管道中流场的具体情况，实验结束后, 取下磨损测试试件(3)，进行磨损性能分析。