一种适用于中高速吹风试验的彩色油流配方及使用方法与流程

[0001]
本发明涉及高速风洞吹风试验研究领域，提出了一种能显示模型表面气流流动状态的彩色油流配方及使用方法。


背景技术：

[0002]
油流试验用于显示物面的流动图谱。它是一种显示复杂流动，如分离流动和旋涡流动的非常简单、有效的手段。通过对表面油流图谱的分析可以了解气流在模型表面发生分离的位置、分离方式和特点、旋涡的形成等等，能够为复杂流动结构的判断和分析提供依据。
[0003]
油流试验的原理在于油流轨迹线可以近似地显示气流绕物面的摩擦力线。试验时通常将带有细微示踪粒子的涂料薄薄地涂于试验模型表面，由于油膜的厚度小，且在试验时受气流作用变得更薄，其对叶型的影响可忽略不计。
[0004]
油流涂料由一定比例的油剂、添加剂和示踪粒子混合而成。油剂是一种载体，其粘性影响到涂料在气流剪切应力作用下油流轨迹线的清晰程度、形成时间以及风洞停风后图谱保持其状态的能力。添加剂用以阻止示踪粒子凝结成团、使示踪粒子与模型表面有更好的亲和力，同时也可改变涂料粘性。示踪粒子用于标记油流轨迹线，其颗粒度、与模型表面颜色的对比也会影响油流图谱的清晰程度。此外，油的粘性、表面张力、模型表面光滑程度以及试验时的温度、气流速度等均会影响油流图谱的清晰度。
[0005]
综上所述，油流涂料的配制及使用决定了油流试验是否成功、图谱是否清晰。


技术实现要素：

[0006]
本发明要解决的技术问题是提供一种能够在马赫数范围为0.4～1.4的工况下得到清晰度高、对比度高的油流图谱的油流涂料配方及使用方法。
[0007]
本发明的技术方案是：
[0008]
一种适用于中高速吹风试验的彩色油流配方，该配方适用于马赫数范围为0.4～1.4油流试验，实现对分析模型表面气流流动状态的可视化；
[0009]
依据不同的吹风速度，配方按质量比如下：
[0010]
当试验马赫数大于或等于0.4，且小于0.7时，油剂：示踪粒子：添加剂：染色剂＝1:1:0.7:0.25；
[0011]
当试验马赫数大于或等于0.7，且小于0.9时，油剂：示踪粒子：添加剂：染色剂＝1:1:0.4:0.25；
[0012]
当试验马赫数大于或等于0.9，且小于1.1时，油剂：示踪粒子：添加剂：染色剂＝1:1:0.2:0.25；
[0013]
当试验马赫数大于或等于1.1，且小于1.4时，油剂：示踪粒子：添加剂：染色剂＝1:1:0.1:0.25。
[0014]
所述示踪粒子为粒径小于500μm的二氧化钛粉末。
[0015]
所述油剂为标号10w-40的机油。
[0016]
所述添加剂为分析纯级的油酸。
[0017]
所述染色剂为蒙玛特油画颜料中黄mpo0003、朱红mpo0007、钻蓝mpo0015、草绿mpo0022、紫色mpo0040中的至少一种。
[0018]
一种适用于中高速吹风试验的彩色油流使用方法，包括：
[0019]
试验前将已配制好的油流涂料加温或降温至25
±
3℃；
[0020]
若配制好的涂料静置时间超过1小时，则需使用滚动式搅拌机重新搅拌0.5小时以上；
[0021]
若配制好的涂料静置时间未超过1小时，则无需重新搅拌；
[0022]
使用无水乙醇擦拭试验模型表面、待乙醇挥发完后，用压送式喷枪沿垂直于来流方向将涂料喷涂至模型表面；
[0023]
喷涂完后迅速启动风洞至试验风速，调节时应快速但不能超调；
[0024]
达到试验风速后，保持稳定吹风120秒以上，然后迅速闸断风洞，停止吹风，即可获取高质量的油流图谱。
[0025]
油流涂料的配制方法，包括：
[0026]
将称好的二氧化钛放入搅拌用的玻璃瓶中，逐步倒入机油，倒入时用搅拌棒搅拌；
[0027]
在玻璃瓶中逐步加入油酸和一种染色剂，加入时用搅拌棒搅拌；
[0028]
给玻璃瓶盖上密封盖，使用滚动式搅拌机搅拌3小时以上，配制出一种颜色的油流涂料。
[0029]
喷涂的喷嘴选用1.0mm及以下口径。
[0030]
技术效果：经试验验证，本发明所配制的彩色油流涂料能在马赫数范围为0.4～1.4的工况下得到清晰度高的油流图谱。同时，本发明所选用的涂料原料均为常见、易购且价格低的物品。
[0031]
本发明的优点是：
[0032]
1、配制方便、快捷；
[0033]
2、适用的风速范围较广；
[0034]
3、吹风后，油流图谱清晰度高，抗回流气体和重力作用影响的能力强。
[0035]
4、解决了传统单色油流无法捕捉气流掺混的难题。
附图说明
[0036]
图1是使用红、黄、蓝三种颜色的油流涂料进行的高速吹风油流试验效果图片。
具体实施方式
[0037]
本发明提供一种能够在马赫数范围为0.4～1.4的工况下得到清晰度高、对比度高的油流图谱的油流涂料配方,包括：
[0038]
依据不同的吹风速度，配方按质量比如下：
[0039]
当试验马赫数大于或等于0.4，且小于0.7时，机油：二氧化钛粉末：油酸：染色剂＝1:1:0.7:0.25；
[0040]
当试验马赫数大于或等于0.7，且小于0.9时，机油：二氧化钛粉末：油酸：染色剂＝
1:1:0.4:0.25；
[0041]
当试验马赫数大于或等于0.9，且小于1.1时，机油：二氧化钛粉末：油酸：染色剂＝1:1:0.2:0.25；
[0042]
当试验马赫数大于或等于1.1，且小于1.4时，机油：二氧化钛粉末：油酸：染色剂＝1:1:0.1:0.25。
[0043]
本发明提供一种适用于中高速吹风试验的彩色油流使用方法，包括：
[0044]
步骤一：参考cfd结果或根据气动原理对吹风模型表面进行分区，确定需要使用的油流颜色数量，并依据吹风试验模型的面积和本发明配方预估油流试验的原料用量；
[0045]
步骤二：用电子秤称取二氧化钛、染色剂、机油和油酸，精度需高于0.2g；
[0046]
步骤三，将称好的二氧化钛放入搅拌用的玻璃瓶中，逐步倒入机油，倒入时用搅拌棒搅拌；
[0047]
步骤四：逐步加入油酸和一种染色剂，加入时用搅拌棒搅拌；
[0048]
步骤五：给玻璃瓶盖上密封盖，使用滚动式搅拌机搅拌3小时以上；
[0049]
步骤六：重复步骤三～步骤五，配制其他颜色的油流涂料；
[0050]
步骤七：试验前将已配制好的涂料加温或降温至25
±
3℃，如果配制好的涂料静置时间超过1小时，需使用滚动式搅拌机重新搅拌0.5小时以上；
[0051]
步骤八：使用无水乙醇擦拭试验模型表面、待乙醇挥发完后，用压送式喷枪沿垂直于来流方向将涂料喷涂至模型表面，喷嘴选用1.0mm及以下口径；
[0052]
步骤九：喷涂完后迅速启动风洞至试验风速，调节时应快速但不能超调；
[0053]
步骤十：达到试验风速后，保持稳定吹风120秒以上，然后迅速闸断风洞，停止吹风，即可获取高质量的油流图谱。
[0054]
本发明涉及一种适用于中高速吹风试验的彩色油流配方，具体而言是适用于马赫数范围为0.4～1.4油流试验的彩色油流配方，确定使用示踪粒子为二氧化钛粉末，油剂为机油，添加剂为油酸，染色剂为油画颜料，并确定了四者的质量比例关系。经过大量的吹风试验表明，该配方能获得高质量的彩色油流试验图像，用于分析模型表面气流流动状态，达到流动可视化效果如图1所示。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除