實(shí)驗(yàn)名稱：散射聲場(chǎng)分布規(guī)律及燃燒室內(nèi)氣液兩相流測(cè)量技術(shù)

研究方向：散射聲場(chǎng)

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：通過高壓放大器驅(qū)動(dòng)超聲波換能器，在燃燒室入射超聲波，并測(cè)量燃燒室中的散射體所引起的散射聲場(chǎng)的變化，通過深入分析相關(guān)散射聲場(chǎng)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)燃燒室內(nèi)氣液兩相流參數(shù)的測(cè)量。。

測(cè)試設(shè)備：ATA-2082高壓放大器、超聲波換能器、超聲波發(fā)生器、數(shù)據(jù)采集卡等。

圖1：實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)過程：

通過高壓放大器放大超聲波信號(hào)，隨后輸入超聲波換能器，從而在燃燒室內(nèi)產(chǎn)生超聲波，通過超聲波傳聲器實(shí)現(xiàn)超聲波信號(hào)的采集。實(shí)驗(yàn)主要分為兩個(gè)方面，第一部分為燃燒室內(nèi)散射聲場(chǎng)的測(cè)量，由于燃燒室內(nèi)是高溫高壓的環(huán)境，因此需要開測(cè)量孔，首先研究了測(cè)壓孔對(duì)超聲波信號(hào)的影響作用，進(jìn)一步也研究了在燃燒室的惡劣環(huán)境中實(shí)現(xiàn)散射信號(hào)的提取及散射聲場(chǎng)的分布規(guī)律的測(cè)量。第二部分為對(duì)燃燒室內(nèi)兩相流參數(shù)的測(cè)量，所選取的主要測(cè)量對(duì)象為去離子水射流，通過高速相機(jī)和超聲波接收器分別對(duì)去離子水射流所引起的圖像和散射聲場(chǎng)信息的變化進(jìn)行采集，通過后續(xù)數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)射流氣液界面的測(cè)量。

測(cè)試結(jié)果：

實(shí)驗(yàn)分為兩部分，首先是測(cè)壓孔對(duì)超聲波信號(hào)的影響作用，主要研究了孔深和孔徑的影響作用，結(jié)果如附圖3所示。對(duì)于測(cè)量的脈沖散射波進(jìn)行聲能提取，進(jìn)而研究散射聲場(chǎng)的分布，散射聲場(chǎng)的測(cè)量測(cè)量結(jié)果如附圖4所示。其次是氣液兩相流參數(shù)的測(cè)量。通過實(shí)驗(yàn)方法實(shí)現(xiàn)燃燒室中氣液兩相流界面的超聲波測(cè)量，最終測(cè)量的時(shí)間分辨率可以達(dá)到1kHz，空間分辨率可達(dá)百微米級(jí)。以圖像的測(cè)量結(jié)果為參考，超聲波測(cè)量的最大誤差可保證在200um以內(nèi)，最大相對(duì)測(cè)量誤差不超過10%，平均相對(duì)誤差為3.5%。上述工作通過超聲波測(cè)量方法首次實(shí)現(xiàn)了燃燒室中氣液兩相流界面測(cè)高頻高精度測(cè)量，發(fā)展了一種新的氣體環(huán)境中的流動(dòng)顯示技術(shù)。

功率放大器推薦：ATA-2082高壓放大器

圖：ATA-2082高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

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