專利名稱：轉盤式流體摩擦阻力測試儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種流體摩擦阻力測試儀，特別是一種轉盤式流體摩擦阻力測試儀。
背景技術：
在工業、軍事、市政建設等領域中，液體(水、石油等)的長距離輸送，軍事潛器
(潛艇、魚雷等)的運動，由于阻力的存在而導致大量能源損耗，使其效率大幅降低。
因此，進行相關的流體阻力分析和減少流體阻力，對于減少能源浪費、改善和優化工作
狀況、提高水下航行體、船舶的運動速度及工作效能，具有極其重要的戰略和實際意義。 目前，國內多所高校或研究所對于流體阻力測試通常采用水洞實驗系統，該類實驗
系統設計較復雜，需多種精密元器件，占用空間大，建造、維護和使用該類系統的費用
高昂。清華大學汪家道等人設計了一種圓形截面試樣壁面流體摩擦阻力測量裝置，該實
驗裝置可用于測量流體阻力中的壁面流體摩擦阻力，但該實驗裝置結構較復雜，測試樣
品為圓型截面，加工不方便(中國專利申請，公開號CN101050995A)。
發明內容
本實用新型的目的在于提供一種結構簡單、試樣易制、測試方便，能可靠測量圓盤 試樣旋轉時圓盤表面在流體中所受的摩擦阻力，評價各種減阻技術減阻效果的轉盤式流 體摩擦阻力測試儀。
實現本實用新型目的的技術解決方案為該測試儀器中位于支架上部的變頻電機轉 動軸與轉速轉矩傳感器的轉軸連接，轉速轉矩傳感器的另一轉軸與轉盤軸相連，轉盤位 于支架底部的容器內，變頻器的信號輸出端與變頻電機相連，載荷軸承安置在支架中部 的測試臺上，用于支撐固定轉盤的運動。
本發明與現有技術相比，其顯著優點1、結構簡單，機構穩定，機械振動等負面 影響小、試樣易制，便于生產加工；2、測量精度高，所選用的高精度扭矩轉速功率測 試儀所測扭矩值可以精確到士0.001N.m;、試驗范圍廣，可用于多種材料的減阻規律的 研究；4、實驗過程中采用變頻儀可以方便地調節圓盤轉速從而控制流體雷諾數，可以
根據用戶要求增配其他裝置，對本測試儀的功能進行進一步擴展。
附圖是本實用新型的剖面結構圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明作進一步詳細描述。
本實用新型公布的轉盤式流體摩擦阻力測試儀器，該測試儀中位于支架6上部的變 頻電機1轉動軸與轉速轉矩傳感器8的轉軸連接，轉速轉矩傳感器8的另一轉軸與轉盤 軸4相連，轉盤5位于支架6底部的容器10內，變頻器7的信號輸出端與變頻電機1 相連，載荷軸承3安置在支架6中部的測試臺9上，用于支撐固定轉盤5的運動。支架 6可以為鋼架，鋼架上固定有不銹鋼板，變頻電機l與轉速轉矩傳感器8通過連接器2 相連，轉速轉矩傳感器8與轉盤軸4通過連接器11相連，轉盤5為圓形轉盤，轉盤5 表面設有凹槽或通孔。在容器10內注入流體后，封閉容器。通過變頻器7控制和調節 變頻電機l的轉速大小，圓盤5在流體中做旋轉運動時，其壁面因摩擦阻力的存在而與 容器10中的流體發生相互作用，即產生表面剪切阻力，從而反作用于轉盤軸4形成一 定的阻力矩，通過轉速轉矩傳感器8測定轉盤5在一定轉速下的扭矩值來獲取該流體阻 力大小及其變化。通過數據線將轉速轉矩傳感器8所測扭矩的電信號傳輸到扭矩/轉速/ 功率扭矩儀上；或使用裝有扭矩卡程序的計算機系統來采集扭矩、轉速和功率值，并可 以通過該測試軟件實時繪制阻力矩值的變化曲線。本實用新型在工作時能夠通過圓盤5 的高速轉動產生高雷諾數的湍流流體并精確測量流體摩擦阻力，實驗條件下雷諾數可以 高達1.23 X 106，當轉速轉矩傳感器8選用高精度扭矩轉速功率測試儀時所測扭矩值可 以精確到士0.001N.m,使得測量值達到較高的精度。通過變頻器7可以方便地調節轉盤 5的轉速從而控制流體雷諾數，根據用戶要求增配標準的RS232、 RS485串行通訊接口、 CAN工業現場總線接口或者USB通用串行總線接口 。 RS232、 USB能與PC計算機方 便地進行通訊，實現了計算機對轉速的數字控制和實驗值自動采集，還可以通過RS485、 CAN總線接口儀器與其他設備構成網絡，實現對本測試儀功能的進一步的擴展。通過 更換轉盤的材料和尺寸以及形狀可以方便的得到在不同流體中各種材料的試驗數據，使 得該測試儀可準確、可靠地評價聚合物稀溶液、減阻涂層、彈性材料和減阻復合材料等 的減阻性能，研究它們在不同流體狀態和約束條件下的減阻規律。
權利要求1、一種轉盤式流體摩擦阻力測試儀器，其特征在于該測試儀中位于支架[6]上部的變頻電機[1]轉動軸與轉速轉矩傳感器[8]的輸入端連接，轉速轉矩傳感器[8]的另一輸入端與轉盤軸[4]相連，轉盤[5]位于支架[6]底部的容器[10]內，變頻器[7]的信號輸出端與變頻電機[1]相連，載荷軸承[3]安置在支架[6]中部的測試臺[9]上，用于支撐固定轉盤[5]的運動。
2、 根據權利要求1所述的轉盤式流體摩擦阻力測試儀，其特征在于所述的支架 [6]為鋼架，鋼架上固定有不銹鋼板。
3、 根據權利要求1所述的轉盤式流體摩擦阻力測試儀，其特征在于所述的變頻電 機[1]與轉速轉矩傳感器[8]通過連接器[2]相連。
4、 根據權利要求1所述的轉盤式流體摩擦阻力測試儀，其特征在于所述的轉速轉 矩傳感器[8]與轉盤軸[4]通過連接器[11]相連。
5、 根據權利要求1所述的轉盤式流體摩擦阻力測試儀，其特征在于所述的轉盤[5] 為圓形。
6、 根據權利要求1所述的轉盤式流體摩擦阻力測試儀，其特征在于所述的轉盤[5] 表面設有凹槽或通孔。
專利摘要本實用新型公開了一種轉盤式流體摩擦阻力測試儀，該測試儀器中位于支架上部的變頻電機轉動軸與轉速轉矩傳感器的轉軸連接，轉速轉矩傳感器的另一轉軸與轉盤軸相連，轉盤位于支架底部的容器內，變頻器的信號輸出端與變頻電機相連，載荷軸承安置在支架中部的測試臺上，用于支撐固定轉盤的運動。該測試儀結構簡單、試樣易制、測試方便，能可靠測量圓盤試樣旋轉時圓盤表面在流體中所受的摩擦阻力，準確、可靠地評價聚合物稀溶液、減阻涂層、彈性材料和減阻復合材料等的減阻性能，研究它們在不同流體狀態和約束條件下的減阻規律。
文檔編號G01M10/00GK201285344SQ20082018644
公開日2009年8月5日 申請日期2008年11月13日 優先權日2008年11月13日
發明者徐善進, 熊黨生, 政 談 申請人:南京理工大學