CN1766548A - 磁致伸缩仪 - Google Patents
磁致伸缩仪 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1766548A CN1766548A CN 200510094877 CN200510094877A CN1766548A CN 1766548 A CN1766548 A CN 1766548A CN 200510094877 CN200510094877 CN 200510094877 CN 200510094877 A CN200510094877 A CN 200510094877A CN 1766548 A CN1766548 A CN 1766548A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- test
- aeration
- container
- housed
- test solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Abstract
本发明涉及一种测试空蚀稳定性的装置，为一种磁致伸缩仪。本发明中产生高频振荡的设备使变幅杆产生轴向高频振动，使浸没在试液中的试件产生空蚀破坏。掺气装置中的气泵把气体泵入试液中，通过掺气装置中的控制阀来改变试液中的掺气浓度，这一掺气浓度可根据事先率定的“气压—流量—掺气浓度”关系函数，由气压表读数换算得到，从而可测量在不同掺气浓度下试件的空蚀稳定性，直接为防止空蚀破坏提供定量的设计依据，具有一定的实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试空蚀稳定性的装置。具体的说，是一种磁致伸缩仪。
背景技术
空蚀是在一定的环境温度条件下，液体介质中因局部压力变化致使空泡形成和溃灭，材料连续受到高压、高速微射流冲击作用产生的表面破坏。火力发电厂的燃气涡轮机和水电站的水机等常因空蚀引起局部早期失效而导致效率降低、使用寿命降低和设备检修费用大大增加，造成十分惊人的能源和材料损失。例如，某水电站水轮机空蚀破坏严重，每2年就要大修一次，全厂11台机组检修费高达660万元。可见造成的损失很严重。
空蚀涉及材料力学性能和流动条件，如材料的硬度、抗疲劳性能、环境流体的速度、压力等众多因素，是当今造船、水工、宇航、化工等工业发展的主要障碍。材料抗空蚀剥蚀的能力通常用空蚀稳定性表示。研究材料的抗空蚀性能通常用两种方式，一种是对某种材料进行现场原型实验，但试验历时较长，也不经济，同时由于现场环境的复杂性，困难较大；另一种是利用室内试验设备进行室内试验，在有条件时将其结果与现场资料进行对比。磁致伸缩仪是目前国际上广泛使用的测试材料空蚀稳定性的仪器，如图1所示为传统的磁致伸缩仪结构示意图，试件13在变幅杆12的底部，产生高频振荡的设备使变幅杆12轴向高频振动，通过变幅杆12轴向高频振动，从而使浸没在装有试液的容器14中的试件13产生空蚀破坏，从而测试试件材料的空蚀稳定性。
目前，在液体中掺气以减免空蚀的方法已在工程中广泛采用，有的通过对过流面的掺气的确起到了减免空蚀的效果。但是，掺气减蚀的效果直接与掺气浓度有关，当掺气浓度低于临界免蚀掺气浓度时将达不到最佳的减蚀效果。因此，对于各种材料的临界免蚀掺气浓度值的测量尤为重要。但现在仍没有一种装置能测试材料在掺气措施下的空蚀稳定性，更不要说是测量其临界免蚀掺气浓度值。在传统的磁致伸缩仪中，没有掺气装置，无法测量掺气措施对减免材料空蚀的效果。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述传统磁致伸缩仪存在的不足，提供一种具有掺气功能的可以测试材料在掺气措施下的空蚀稳定性的磁致伸缩仪。
本发明的目的是这样实现的：一种磁致伸缩仪，包括产生高频振荡的设备、变幅杆、试件、装有试液的容器，其特征在于：还含有掺气装置和气泡发生装置，所述掺气装置与装有试液的容器连通，所述气泡发生装置设在装有试液的容器的内部。
本发明的目的还可以通过以下技术方案进一步实现：
前述的磁致伸缩仪，其中所述掺气装置通过通气管与装有试液的容器连通。
前述的磁致伸缩仪，其中所述掺气装置包括有气泵、控制阀、气压表，控制阀设在通气管上位于气泵的出气端处，气压表设在通气管上位于控制阀的出气端处，气压表、控制阀、气泵通过通气管相连通。
前述的磁致伸缩仪，其中所述气泡发生装置为气孔板，在气孔板上设有通气孔。
前述的磁致伸缩仪，其中所述气孔板活动的设在装有试液的容器内，气孔板的周边与装有试液的容器的内壁触接。
前述的磁致伸缩仪，其中所述通气管插在装有试液的容器的下部。
产生高频振荡的设备使变幅杆产生轴向高频振动，使刚好浸没在试液中的试件轴向振动而产生空蚀破坏。掺气装置通过通气管与装有试液的容器连通，通气管插在装有试液的容器的下部，气体通过通气管就可以进入到浸没试件的溶液中，起到掺气作用，从而可测量掺气措施对减免材料空蚀的效果。通过改变进气量，可以进一步测量不同掺气浓度下试件的空蚀稳定性。由于气泡发生装置的存在，气体通过气泡发生装置后，气泡的大小就可以得到改变，这样就可以进行不同掺气浓度、不同气泡大小情况下试件空蚀稳定性的测量，从而可以确定材料的临界免蚀掺气浓度。
由于采用以上方案，本发明很好的克服了原有磁致伸缩仪的不足，可以直接测量掺气情况下试件的空蚀稳定性，关键还可以测量在不同掺气浓度与不同气泡大小下试件的空蚀稳定性，具有一定的实用价值。
本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制说明进行图示和解释，这些实施例仅作为例子给出的。
附图说明
图1为传统的磁致伸缩仪结构示意图
图2为本发明的磁致伸缩仪结构示意图。
图3为本发明第一个实施例的试件损失质量与掺气浓度、时间关系图。
图4为本发明第二个实施例的试件损失质量与掺气浓度、时间关系图。
图1、图2中主要部件附图标记说明
11：镍振子 12：变幅杆 13：试件 14：装有试液的容器
21：气泵 22：控制阀 23：气压表 24：通气管
25：气孔板 26：通气孔 a：冷却水
图3、图4中：
具体实施方式
如图2所示为本发明的结构示意图，一种特殊的磁致伸缩仪，包括磁化电源、超声波发生器、镍振子11、变幅杆12、试件13、装有试液的容器14，还含有掺气装置和气泡发生装置。磁化电源、超声波发生器、镍振子11组成产生高频振荡的设备，产生高频振荡的设备使变幅杆12产生轴向高频振动，使浸没在试液中的试件13产生空蚀破坏。掺气装置由气泵21、控制阀22、气压表23组成，通过通气管24与装有试液的容器14的底部相连。掺气装置可向装有试液的容器14中掺气，使本发明可测量掺气措施对减免材料空蚀的效果。由气泵21泵入气体，控制阀22控制气体的流量，由通气管24将气体通入装有试液的容器14中，起掺气作用，便可测试试件13在掺气作用下的空蚀稳定性。掺气装置中的控制阀22调节气体的流量，气压表23可以观察通入装有试液的容器14中气体的压力，通过控制阀22的调节和气压表23的压力显示，就可以得到想要通入装有试液的容器14中的气体浓度，比较不同掺气浓度下试件13的空蚀稳定性。在装有试液的容器14中还有气泡发生装置，气泡发生装置由气孔板25与通气孔26组成，通气孔26有一定的规格和排列方式，气体经过气泡发生装置后，到达试件13与试液接触面的气泡大小可通过改变气孔板25与试件13的垂直距离来控制，气孔板25与试件13的垂直距离越大，到达试件13与试液接触面的气泡也越大，反之亦然。这样就可以测量不同掺气浓度与不同气泡大小下试件的空蚀稳定性，更好的模拟了实际产生空蚀的环境，因此能更好的运用到实际环境中去。
实施例一
气孔板采用厚度为3mm的有机玻璃，气孔孔径0.15mm，开孔率49％，梅花形布置。
本实施例所用磁致伸缩仪的振动频率为19.3kHz，振幅为50μm，功率为1000W，试件为OCr13Ni9Ti不锈钢，所用试液为水，如图2所示，在本发明的磁致伸缩仪装有试液的容器14中加入水，将试件13装在磁致伸缩仪变幅杆12下端，调节试件13高度，使试件13刚好浸入水中3mm，启动磁致伸缩仪，使试件13在水中轴向高频振动，由于磁致伸缩仪的振动频率为19.3kHz，振幅为50μm，功率为1000W，因此试件13振动频率也为19.3kHz，振幅也为50μm。试验周期为10h，每隔1小时取下试件13，先用丙酮溶液清洗，然后烘干，待自然冷却至室温时，置于精度值为0.1mg的电子分析天秤上称重，记下测量结果。直到该试件试验结束，换一个相同的试件，启动掺气装置，向装有试液的容器14内掺气，调节控制阀22，观察气压表23，使气压为P1＝0.001MPa，相应的掺气体浓度为C1，在这个掺气浓度下按上述同样的方法，试验周期为10h，每隔1小时取下试件，用同样的方法测量试件质量，记下结果。重换相同的试件，重新调节控制阀22，在气压为P2＝0.0015MPa，相应的掺气浓度C2时以同样方法测量试件的质量变化。再换相同的试件，再重新调节控制阀22，在气压为P3＝0.002MPa，相应的掺气浓度C3时以同样方法测量试件的质量变化。在控制阀22全开时，气压P4＝0.034MPa，相应的掺气浓度为C4，以同样方法测量试件的质量变化，10小时后的质量损失为0。
由于阀门开度逐渐变大，气压P1＜P2＜P3＜P4，相应的掺气浓度值C1＜C2＜C3＜C4。气压PN下掺气浓度CN值采用掺气仪测量得到，根据多组测量数据可以拟合出这一***的气压与掺气浓度的函数关系式，从而可以以气压表读数直接计算出相应的掺气浓度。
根据试验实测数据，作出试件损失质量与掺气浓度和试验时间的关系曲线，见图3。由图3可知，掺气浓度越大，单位时间内质量损失越小，当达到某一临界值CX1时(C3＜CX1≤C4)，该试件将不会发生空蚀破坏，这一实验条件下的临界免蚀掺气浓度值CX1可以通过在C3、C4之间内插足够多次的试验得到。
实施例二
本实施例采用试件材料为经过1000℃固液处理+600℃回火热处理的CrMnN不锈钢。试验方法和试验条件与实施例一完全相同。
根据试验实测数据，作出试件损失质量与掺气浓度和试验时间的关系曲线，见图4。气压与分别为P1、P2、P3、P4，掺气浓度值C1＜C2＜C3＜C4，与实施例一中相同。这一实验条件下的临界免蚀掺气浓度值CX2可以通过在C3、C4之间内插足够多次的试验得到。
在实际工程中，使用与试件相同材料的设备，在与试验条件相同的工况下运行，只要设备与相同试液接触面处的掺气浓度大于等于临界掺气浓度CX，即可避免空蚀破坏，从而保证设备安全运行。
由以上两个实施例可以看出，本设备具有以下优点：
克服了传统磁致伸缩仪试液只能是液相的缺点；
通过同一实施例中不同掺气浓度下的试件质量损失对比，可以定量分析掺气减蚀的效果；
试验条件相同下两种不同材料的试件质量损失对比又可以定量分析不同材料的抗空蚀性能；
一定次数的试验可以得出材料的临界免蚀掺气浓度。
上述只是一种具有掺气功能的磁致伸缩仪。除上述实例外，本发明还可以有另外的实施方式。凡采用同等替换或等效变换在试件和试液接触面掺气的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种磁致伸缩仪，包括产生高频振荡的设备、变幅杆、试件、装有试液的容器，其特征在于：还含有掺气装置和气泡发生装置，所述掺气装置与装有试液的容器连通，所述气泡发生装置设在装有试液的容器的内部。
2.根据权利要求1所述的磁致伸缩仪，其特征在于：所述掺气装置通过通气管与装有试液的容器连通。
3.根据权利要求1所述的磁致伸缩仪，其特征在于：所述掺气装置包括有气泵、控制阀、气压表，控制阀设在通气管上位于气泵的出气端处，气压表设在通气管上位于控制阀的出气端处，气压表、控制阀、气泵通过通气管相连通。
4.根据权利要求1所述的磁致伸缩仪，其特征在于：所述气泡发生装置为气孔板，在气孔板上设有通气孔。
5.根据权利要求4所述的磁致伸缩仪，其特征在于：所述气孔板活动的设在装有试液的容器内，气孔板的周边与装有试液的容器的内壁触接。
6.根据权利要求2所述的磁致伸缩仪，其特征在于：所述通气管插在装有试液的容器的下部。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200510094877 CN1766548A (zh) | 2005-10-18 | 2005-10-18 | 磁致伸缩仪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200510094877 CN1766548A (zh) | 2005-10-18 | 2005-10-18 | 磁致伸缩仪 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1766548A true CN1766548A (zh) | 2006-05-03 |
Family
ID=36742560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200510094877 Withdrawn CN1766548A (zh) | 2005-10-18 | 2005-10-18 | 磁致伸缩仪 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1766548A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107421834A (zh) * | 2017-05-27 | 2017-12-01 | 河海大学 | 一种聚合物溶液中材料空蚀特性的测定装置和方法 |
| CN111898071A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-11-06 | 江西理工大学 | 高压淹没水射流沿程速度的计算方法 |
| CN112683520A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-04-20 | 宁波市产品食品质量检验研究院(宁波市纤维检验所) | 一种多相流条件下液压阀空化空蚀试验装置及其试验方法 |
-
2005
- 2005-10-18 CN CN 200510094877 patent/CN1766548A/zh not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107421834A (zh) * | 2017-05-27 | 2017-12-01 | 河海大学 | 一种聚合物溶液中材料空蚀特性的测定装置和方法 |
| CN111898071A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-11-06 | 江西理工大学 | 高压淹没水射流沿程速度的计算方法 |
| CN111898071B (zh) * | 2020-07-30 | 2024-01-30 | 江西理工大学 | 高压淹没水射流沿程速度的计算方法 |
| CN112683520A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-04-20 | 宁波市产品食品质量检验研究院(宁波市纤维检验所) | 一种多相流条件下液压阀空化空蚀试验装置及其试验方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1773247A (zh) | 一种测量材料临界免蚀掺气浓度值的方法 | |
| Kondo | Prediction of fatigue crack initiation life based on pit growth | |
| CN1766548A (zh) | 磁致伸缩仪 | |
| CN101566554A (zh) | 一种对金属材料进行腐蚀疲劳试验的海水循环*** | |
| CN111855552A (zh) | 模拟海洋大气环境中的腐蚀疲劳试验装置及方法 | |
| CN108330265A (zh) | 空化水射流冲击强化装置 | |
| Jing et al. | Effect of flow velocity on corrosion behavior of AZ91D magnesium alloy at elbow of loop system | |
| Lavanya et al. | Performance evaluation of a potent green inhibitor on 6061 aluminum alloy under liquid/solid jet impingement | |
| Poursaeidi et al. | Experimental studies of erosion and corrosion interaction in an axial compressor first stage rotating blade material | |
| CN100498284C (zh) | 磨蚀发生器 | |
| Luo et al. | Corrosion resistance of 6061-T6 aluminium alloy and its feasibility of near-surface reinforcements in concrete structure | |
| Zawieja et al. | Ultrasonic disintegration of sewage sludge to increase biogas generation | |
| Wang et al. | Cavitation erosion of AISI1045 steel in polyacrylamide solutions | |
| CN212693564U (zh) | 模拟海洋大气环境中的腐蚀疲劳试验装置 | |
| Wang et al. | Effect of Supercritical Carbon Dioxide Treatment Time, Pressure and Temperature on Mechanical Properties of Sandstone | |
| CN1334455A (zh) | 利用超声波测试材料的抗腐蚀冲蚀性能的方法和装置 | |
| CN113237825A (zh) | 一种混凝土硫化试验模拟***及其模拟方法 | |
| Zhiming et al. | Evaluation of cavitation erosion-corrosion process of Q235 and ZG06Cr13Ni4Mo with various applied potentials | |
| Khaburskyi et al. | Chemical method of fatigue and corrosion fatigue crack growth arrest in steels by metal treatment with the special technological environment | |
| CN101831655A (zh) | 一种用于铁器保护的缓蚀剂 | |
| CN201034916Y (zh) | 磨蚀发生器 | |
| Al-Hashem et al. | The cavitation corrosion behavior of UNS G10950 alloy in seawater | |
| Hadi | A new non-traditional machining method using cavitation process | |
| CN217738957U (zh) | 一种用于应力腐蚀试验机的间浸腐蚀*** | |
| Li et al. | Corrosion behavior of X70 pipeline steel and corrosion rate prediction under the combination of corrosive medium and applied pressure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C04 | Withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |