實驗名稱：散射聲場分布規(guī)律及燃燒室內(nèi)氣液兩相流測量技術(shù)

研究方向：散射聲場

實驗內(nèi)容：通過高壓放大器驅(qū)動超聲波換能器，在燃燒室入射超聲波，并測量燃燒室中的散射體所引起的散射聲場的變化，通過深入分析相關(guān)散射聲場，進(jìn)一步實現(xiàn)燃燒室內(nèi)氣液兩相流參數(shù)的測量。。

測試設(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：實驗裝置

實驗過程：

通過高壓放大器放大超聲波信號，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現(xiàn)超聲波信號的采集。實驗主要分為兩個方面，第一部分為燃燒室內(nèi)散射聲場的測量，由于燃燒室內(nèi)是高溫高壓的環(huán)境，因此需要開測量孔，首先研究了測壓孔對超聲波信號的影響作用，進(jìn)一步也研究了在燃燒室的惡劣環(huán)境中實現(xiàn)散射信號的提取及散射聲場的分布規(guī)律的測量。第二部分為對燃燒室內(nèi)兩相流參數(shù)的測量，所選取的主要測量對象為去離子水射流，通過高速相機(jī)和超聲波接收器分別對去離子水射流所引起的圖像和散射聲場信息的變化進(jìn)行采集，通過后續(xù)數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)射流氣液界面的測量。

測試結(jié)果：

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