水錘瞬變發生器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種瞬變流激發系統，屬于流體力學技術領域。
【背景技術】
[0002] 目前可控的多物理狀態瞬變流生成系統的研究主要集中在不可調、單一模式、不 穩定系統幾種模式。從發展來看，運些系統均采用單一的物理信號輸入模式來控制產生某 種壓頭或頻率的水鍵。隨著科學技術的發展，單一頻率運種間斷、不可調的水鍵發生方式局 限性逐漸顯現，對于有壓管道流動的堵塞和泄漏等復雜流場問題域分析已不適應，一種可 快速產生，且頻率可連續調節的多功能水鍵發生器亟需研發并投入應用。
[0003] 在W往的水鍵生成系統中，水鍵的產生主要依靠調節電機的輸出頻率來產生相應 的水鍵，運種系統由于設計上的缺陷只能產生幾種特定頻率的水鍵，連續性的變化調節是 無法實現的。在對管道內流體等流場進行流態分析時，需要檢測連續變化頻率下流場的相 關參數，傳統的水鍵發生系統因其局限性不能實現上述功能。

【發明內容】

[0004] 本發明的目的是為了解決傳統的水鍵發生系統無法實現連續性頻率變化的問題， 本發明提供一種水鍵瞬變發生器。
[0005] 本發明的水鍵瞬變發生器，所述發生器包括控制系統、電機、聯動桿和閥體；
[0006] 控制系統驅動電機，控制電機帶動聯動桿做正弦運動，聯動桿的下端與閥體的縱 向連接，進而使閥體在縱向的開度按照正弦規律變化，閥體在橫向上與管道連通，當閥體橫 向入口水壓充足時，閥體的橫向出口流出按照正弦規律變化的水鍵。
[0007] 所述控制系統包括計算機和顯示器；
[000引計算機，用于輸出控制信號，驅動電機；
[0009] 顯示器，用于顯示輸出的控制信號。
[0010] 所述閥體為球形閥。
[0011] 本發明的有益效果在于，本發明充分利用閥口縱向、橫向體積變化關系，控制單一 方向上的體積變化來實現另一個方向上的體積正弦變化；本發明操作簡單，只需要電機控 制其中一個方向上的正弦運行；本發明實現了可連續變化且按正弦規律變化的水鍵發生 器；本發明大大降低了操作難度，全過程實現智能化，無需反復調節輸出頻率；本發明提供 連續變化的輸出流體，可直接用于相關研究、實驗等。
【附圖說明】
[0012] 圖1為【具體實施方式】中水鍵瞬變發生器的原理示意圖。
[0013] 圖2【具體實施方式】中的球形閥振蕩的運動曲線示意圖。
【具體實施方式】
[0014] 結合圖I和圖2說明本實施方式，本實施方式所述的水鍵瞬變發生器，如圖I所 示，所述發生器包括控制系統、電機、聯動桿和閥體；本實施方式的閥體采用球形閥實現； 球形閥在橫向上與管道連通，控制系統發出控制信號，控制電機帶動聯動桿做正弦運動，因 而與之相連的球型閥開度也將會按照正弦規律變化，且頻率與控制信號相同，在保證球形 閥水平方向上水流入口端水壓充足的情形下，經該球形閥水平方向流出的流量也將會按照 正弦規律變化，從而實現生成正弦變化流體的功能；
[0015] 球形閥體積流量推導過程：
[0016] 通常，將閥口打開時的位置作為定長參考位置，即在任意的 流量，壓力降和閥口位置時，通用的方程是：
。運兩個方程相比得到通用閥 口方程，在方程中引入了無量綱的閥的位置T= (CdA<；)/(CdA<；)。，得：
CO
[0018] 閥口繞其振蕩的特殊位置是平均位置，即：
[0020] 式中互n是平均流量通過閥時產生的壓力降。圖2表示閥的一種正弦運動， 了 = ;+了'，式中T' =Re(Tveiut)D復數Tv包括了閥的運動的振幅和相角。將Q、H和T的 平均值和振蕩值帶入方程（1)，當/; <互〇時，利用二項展開式對表達式+A'f進行線性 化，并且減去平均流量，則閥的方程變成
[0021] 用復數表示，閥上游側的壓頭方程是：
[0022] 閥的上游側的水力阻抗是：
[0023] 由球形閥體積流量推導過程可知，該本實施方式生成正弦規律變化的功能不受控 制系統發出的控制信號的頻率的影響，只要控制信號是正弦規律的，球形閥水平方向流出 的的體積流量就是按照正弦規律變化的。
[0024] 本實施方式的控制系統包括計算機和顯示器；
[002引計算機，用于輸出控制信號，驅動電機；
[0026] 顯示器，用于顯示輸出的控制信號。
[0027]本實施方式充分利用微積分的知識，提出縱向體積和橫向體積之間的變換關系； 實現了用戶產生按正弦規律變化的水鍵要求，即通過單一控制縱向聯動桿的正弦運動，使 橫向上流體按正弦規律變化。本實施方式解決了技術上產生連續變化的流體的難題，只需 要單一控制聯動桿的運動即可實現相關功能，大大降低了相關實驗難度和操作成本。本實 施方式可用于頻率響應法中的實驗進行漏失、堵塞檢測。
【主權項】
1. 一種水錘瞬變發生器，其特征在于，所述發生器包括控制系統、電機、聯動桿和閥 體； 控制系統驅動電機，控制電機帶動聯動桿做正弦運動，聯動桿的下端與閥體的縱向連 接，進而使閥體在縱向的開度按照正弦規律變化，閥體在橫向上與管道連通，當閥體橫向入 口水壓充足時，閥體的橫向出口流出按照正弦規律變化的水錘。2. 根據權利要求1所述的水錘瞬變發生器，其特征在于，所述控制系統包括計算機和 顯示器； 計算機，用于輸出控制信號，驅動電機； 顯示器，用于顯示輸出的控制信號。3. 根據權利要求1或2所述的水錘瞬變發生器，其特征在于，所述閥體為球形閥。
【專利摘要】水錘瞬變發生器，涉及一種瞬變流激發系統，屬于流體力學技術領域。為了解決傳統的水錘發生系統無法實現連續性頻率變化的問題。所述發生器包括控制系統、電機、聯動桿和閥體；控制系統驅動電機，控制電機帶動聯動桿做正弦運動，聯動桿的下端與閥體的縱向連接，進而使閥體在縱向的開度按照正弦規律變化，閥體在橫向上與管道連通，當閥體橫向入口水壓充足時，閥體的橫向出口流出按照正弦規律變化的水錘。本發明充分利用閥門縱向、橫向體積變化關系，控制單一方向上的體積變化來實現另一個方向上的體積正弦變化，提供連續變化的輸出流體，可直接用于相關研究、實驗。
【IPC分類】F15B21/12
【公開號】CN105370670
【申請號】CN201510939081
【發明人】徐瑩, 劉逸, 龐云鳳, 陳鑫
【申請人】哈爾濱商業大學
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年12月11日