本发明属于冲刷磨损实验，特别是涉及一种超高速喷射式液固双相流冲刷磨损实验装置。
背景技术：
1、冲刷磨损是金属表面在高速腐蚀性流体作用下发生的损坏现象，它涉及到冲击磨损和化学腐蚀的共同影响，是一种较为严重的局部腐蚀形式。例如，在高水头水电站环境中，高流速的泥浆对水轮机的冲刷磨损问题尤为严重，而目前缺少能够模拟高水头冲蚀的相关冲刷磨损实验装置，从而阻碍了高水头电站水轮机冲刷磨损问题的研究以及防护技术的发展。
2、现阶段，在实验室环境下的冲刷磨损实验装置根据类型的不同，主要分为管流式冲刷磨损实验装置、旋转式冲刷磨损实验装置和喷射式冲刷磨损实验装置，但无论采用何种类型，其核心原理都是实现介质与试样之间的相对运动，从而模拟流体对材料的冲刷磨损效应。
3、针对管流式冲刷磨损实验装置来说，其主要模拟流体对管道内壁的轴向冲刷磨损，虽然能够模拟实际工况，但存在设备体积大、实验成本高、实验流速低、实验周期较长的问题。例如，申请号为201310248151.4的中国专利申请，公开了一种管流式内壁冲刷磨损试验装置，该装置主要针对管状试样进行测试，虽然可实现试样内壁冲刷磨损的模拟，但缺少高流速环境模拟能力。
4、针对旋转式冲刷磨损实验装置来说，其主要通过旋转试样与静止液体之间的相互作用产生切向力，用以实现试样与液体之间磨损和腐蚀的模拟，虽然可以模拟不同工况，但同样存在实验流速低的问题。例如，申请号为201210309863.8的中国专利申请，公开了一种自循环固液相冲刷腐蚀实验装置，该装置通过支架实现样品管在密闭容器内壁的安装，虽然在原理上实现了固液相冲刷腐蚀的模拟，但实验中样品的冲蚀形式与高速水流冲击磨损水轮机的实际形式存在较大差异。
5、相比之下，喷射式冲刷磨损实验装置通过泵和喷嘴产生高速介质流冲击试样，使试样的冲刷磨损与水轮机工况更为相似。
6、例如，北京化工大学的雍兴跃等公开发表了《喷射腐蚀试验装置流体力学模型的建立与试验验证》的学术文章，在学术文章中提出了一种高速喷射腐蚀试验装置，其射流速度可达150m/s，还可以与电化学工作站联机进行电化学测试。但是，该装置缺少流体的固相冲蚀模拟能力，因此也无法实现水轮机运行过程中的空蚀与冲蚀一体化模拟。
7、再有，西华大学的刘小兵等公开发表了《冲击式水轮机泥沙磨损试验测试系统研发》的学术文章，在学术文章中提出了一种冲击式水轮机泥沙磨损试验测试系统，其射流速度可达126m/s。但是，该系统的适用对象为冲击式水斗的实物缩比件，因此实验成本高的问题，并并且实物缩比件也无法替代初期材料进行评测，因此适用范围较窄。
8、另外，申请号为201810242489.1的中国专利申请，公开了一种射流式冲刷磨损试验装置，该装置具有攻角和冲刷距离调节功能，且喷射组件含多个喷嘴，可以在同一时间内以相同试验条件完成四组试验，即通过一次试验可获得四组流速试验数据，可以缩短周期试验周期。但是，该装置不具备超高速射流能力，并且精准控砂能力差。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本发明提供一种超高速喷射式液固双相流冲刷磨损实验装置，能够实现水轮机运行过程中的空蚀与冲蚀一体化模拟，同时具备超高速射流能力，能够精准控制射流含砂量，能够精准调节喷射攻角和喷射距离，能够在同一时间内以及相同射流条件下实现多组试样的冲刷磨损实验。
2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种超高速喷射式液固双相流冲刷磨损实验装置，包括实验箱体、常压储水罐、储砂罐、高压泵站、供砂器、喷嘴及载物盘；所述实验箱体、常压储水罐及储砂罐并列分布；所述高压泵站设置在实验箱体的内侧底部，高压泵站的进水口通过常压水管与常压储水罐的出水口密封连通，高压泵站的出水口通过耐压水管与喷嘴的进水口密封连通；所述供砂器设置在实验箱体内侧且位于高压泵站上方，供砂器的进砂口通过耐磨软管与储砂罐的出砂口密封连通，供砂器的出砂口通过耐磨软管与喷嘴的进砂口密封连通；所述喷嘴位于实验箱体的内侧上部；所述载物盘位于实验箱体的内侧上部，载物盘与喷嘴并列分布且布设高度一致。
3、所述实验箱体上内置有机载计算机，机载计算机配置有触控式操作屏；所述高压泵站和供砂器的控制端均与机载计算机进行电连接。
4、在所述喷嘴上方的实验箱体内侧设置有水平调姿机构，所述水平调姿机构包括水平调姿电机、丝杠、丝母滑块及导向滑座；所述水平调姿电机固定安装在导向滑座上，导向滑座固定安装在实验箱体上；所述丝杠水平设置，丝杠一端与水平调姿电机的电机轴同轴固连，丝杠另一端通过轴承转动连接在导向滑座上；所述丝母滑块安装在丝杠与导向滑座之间，丝母滑块相对于导向滑座仅具有水平移动自由度；在所述丝母滑块上竖直安装有吊臂，所述喷嘴设置在吊臂底部；所述水平调姿电机的控制端与机载计算机进行电连接。
5、在所述喷嘴与吊臂之间安装有三自由度电动机械手，所述喷嘴作为三自由度电动机械手的端部执行器；所述三自由度电动机械手的控制端与机载计算机进行电连接。
6、所述载物盘与实验箱体之间设置有回转调姿电机，回转调姿电机水平固定安装在实验箱体上，所述载物盘与回转调姿电机的电机轴同轴固连；所述回转调姿电机的控制端与机载计算机进行电连接。
7、所述载物盘呈圆盘形，载物盘上设置有若干试样安置槽，且若干试样安置槽沿载物盘的圆周方向均匀分布。
8、所述喷嘴和载物盘侧方的实验箱体上设置有防护门，防护门上设置有透明视窗。
9、在所述喷嘴和载物盘的下方设置有集液槽，集液槽底部连接有排液管。
10、在所述实验箱体的底部四角处设置有支脚螺栓。
11、在所述实验箱体的底部侧边处、在所述常压储水罐的底部侧边处、在储砂罐的底部侧边处均设置有万向脚轮。
12、本发明的有益效果：
13、本发明的超高速喷射式液固双相流冲刷磨损实验装置，能够实现水轮机运行过程中的空蚀与冲蚀一体化模拟，同时具备超高速射流能力，能够精准控制射流含砂量，能够精准调节喷射攻角和喷射距离，能够在同一时间内以及相同射流条件下实现多组试样的冲刷磨损实验。
1.一种超高速喷射式液固双相流冲刷磨损实验装置，其特征在于：包括实验箱体、常压储水罐、储砂罐、高压泵站、供砂器、喷嘴及载物盘；所述实验箱体、常压储水罐及储砂罐并列分布；所述高压泵站设置在实验箱体的内侧底部，高压泵站的进水口通过常压水管与常压储水罐的出水口密封连通，高压泵站的出水口通过耐压水管与喷嘴的进水口密封连通；所述供砂器设置在实验箱体内侧且位于高压泵站上方，供砂器的进砂口通过耐磨软管与储砂罐的出砂口密封连通，供砂器的出砂口通过耐磨软管与喷嘴的进砂口密封连通；所述喷嘴位于实验箱体的内侧上部；所述载物盘位于实验箱体的内侧上部，载物盘与喷嘴并列分布且布设高度一致。
2.根据权利要求1所述的一种超高速喷射式液固双相流冲刷磨损实验装置，其特征在于：所述实验箱体上内置有机载计算机，机载计算机配置有触控式操作屏；所述高压泵站和供砂器的控制端均与机载计算机进行电连接。
3.根据权利要求2所述的一种超高速喷射式液固双相流冲刷磨损实验装置，其特征在于：在所述喷嘴上方的实验箱体内侧设置有水平调姿机构，所述水平调姿机构包括水平调姿电机、丝杠、丝母滑块及导向滑座；所述水平调姿电机固定安装在导向滑座上，导向滑座固定安装在实验箱体上；所述丝杠水平设置，丝杠一端与水平调姿电机的电机轴同轴固连，丝杠另一端通过轴承转动连接在导向滑座上；所述丝母滑块安装在丝杠与导向滑座之间，丝母滑块相对于导向滑座仅具有水平移动自由度；在所述丝母滑块上竖直安装有吊臂，所述喷嘴设置在吊臂底部；所述水平调姿电机的控制端与机载计算机进行电连接。
4.根据权利要求3所述的一种超高速喷射式液固双相流冲刷磨损实验装置，其特征在于：在所述喷嘴与吊臂之间安装有三自由度电动机械手，所述喷嘴作为三自由度电动机械手的端部执行器；所述三自由度电动机械手的控制端与机载计算机进行电连接。
5.根据权利要求2所述的一种超高速喷射式液固双相流冲刷磨损实验装置，其特征在于：所述载物盘与实验箱体之间设置有回转调姿电机，回转调姿电机水平固定安装在实验箱体上，所述载物盘与回转调姿电机的电机轴同轴固连；所述回转调姿电机的控制端与机载计算机进行电连接。
6.根据权利要求1所述的一种超高速喷射式液固双相流冲刷磨损实验装置，其特征在于：所述载物盘呈圆盘形，载物盘上设置有若干试样安置槽，且若干试样安置槽沿载物盘的圆周方向均匀分布。
7.根据权利要求1所述的一种超高速喷射式液固双相流冲刷磨损实验装置，其特征在于：所述喷嘴和载物盘侧方的实验箱体上设置有防护门，防护门上设置有透明视窗。
8.根据权利要求1所述的一种超高速喷射式液固双相流冲刷磨损实验装置，其特征在于：在所述喷嘴和载物盘的下方设置有集液槽，集液槽底部连接有排液管。
9.根据权利要求1所述的一种超高速喷射式液固双相流冲刷磨损实验装置，其特征在于：在所述实验箱体的底部四角处设置有支脚螺栓。
10.根据权利要求1所述的一种超高速喷射式液固双相流冲刷磨损实验装置，其特征在于：在所述实验箱体的底部侧边处、在所述常压储水罐的底部侧边处、在储砂罐的底部侧边处均设置有万向脚轮。