[實用新型]一種離心泵內部非穩定流動可視化實驗裝置

有效

• 申請號: 201420266403.6
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN203906319U
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 陽君;裴吉;袁壽其;鄧鑫
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F04D15/00
• 分類號: F04D15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明提供一種離心泵內部非定常流動可視化測量裝置，屬于離心泵內部瞬態非穩定流動相關的技術領域。

背景技術

離心泵是重要的能量轉換裝置和流體輸送設備，其不僅應用在石油、化工、水利等工農業領域，而且是航空、艦船、潛艇等高技術領域的關鍵設備。離心泵在運行過程中，其內部運輸介質會不可避免地產生各種非穩定流動，并衍生振動，噪聲問題，即影響離心泵運行的穩定性和安全性，又影響機器壽命。離心泵是多個領域重大工程的關鍵設備，因此盡可能地改善其非穩定流動可以提高泵機組運行的可靠性，并可以降低重大事故的發生率，從而保證人身安全，避免國民財產遭受損失，具有重要的社會意義和經濟意義。因此，為了研究離心泵內部非穩定流動，有效控制非穩定流動，從而改善離心泵和配套系統的整體性能是非常必要的；同時，對離心泵內部非穩定流動可視化測量技術是該領域實驗研究不可或缺的重要研究手段。

經檢索，目前對離心泵內部非穩定流動可視化測量相關的申報專利有兩種：一種深井離心泵PIV內部流場測量裝置（201310211294.8），該發明通過左右兩端安置的水潤滑軸承支撐起整個泵軸，泵的進口段和出口段分別放置一個具有中心孔的鏡面來對葉輪和導流殼的內部流場圖像進行折射，從而為PIV拍攝必須的CCD相機和激光器提供足夠的安放空間；另一種用于三維PIV測量的離心泵（201010520430.8），該發明是方形結構的蝸殼，采用有機玻璃整體鑄造而成，其目的是便于把自制的靶盤放到離心泵內進行三維標定，以提高其標定精度，在泵外能夠調節靶盤的位置，便于葉輪內不同斷面的標定。目前這些專利中，皆為用PIV來實現泵內非穩定流動可視化測量，其成本較高（如示蹤粒子價格昂貴，所需實驗儀器造價太高等），且對實驗臺要求較高（只能在閉式實驗臺上進行）。

因此設計一種經濟實用，既可在閉式又可在開式試驗臺上實現離心泵內部非定常流動現象的可視化測量的實驗裝置是十分必要的。

發明內容

本發明的目的是提出一種價格低廉、適用域廣，同時又能有效地對離心泵進行可視化測量的可視化實驗裝置。

本發明采取的技術方案為：一種離心泵內部非穩定流動可視化實驗裝置，包括離心泵、高壓空氣補給裝置、Photron?FASTCAM?PCI高速攝影儀、光源發射器和試驗臺計算機，所述離心泵的殼體為透明殼體，所述高壓空氣補給裝置通過高壓空氣管與離心泵待測區域的殼體連接，所述Photron?FASTCAM?PCI高速攝影儀正對離心泵待測區域，所述光源發射器布置在所述離心泵的四周，用來為所述Photron?FASTCAM?PCI高速攝影儀提供光源，所述Photron?FASTCAM?PCI高速攝影儀與所述試驗臺計算機連接。

上述方案中，所述高壓空氣補給裝置由高壓空氣罐、高壓空氣輸入管減壓閥、高壓空氣輸出管和軟管塑料寶塔接頭構成，所述高壓空氣罐、所述高壓空氣輸入管、所述減壓閥、所述高壓空氣輸出管和所述軟管塑料寶塔接頭依次連接，所述軟管塑料寶塔接頭輸出端與所述高壓空氣管連接。

上述方案中，所述高壓空氣管為金屬高壓空氣管，所述高壓空氣管輸出端連接有螺紋連接頭，所述螺紋連接頭連接在離心泵需要進行示蹤的部位的殼體上。

上述方案中，所述高壓空氣管的直徑為0.5mm，所述螺紋連接頭的直徑為3mm。

上述方案中，所述光源發射器為1000W鹵鎢燈。

上述方案中，所述Photron?FASTCAM?PCI高速攝影儀和所述1000W鹵鎢燈均安裝有可調三腳架。

本發明的優點在于：（1）設計一套高壓氣體供給裝置，將高壓氣泡作為離心泵內部非穩定流動的示蹤粒子，裝置結構簡單，便于實現，彌補了常用流場可視化實驗不可在開式實驗臺上進行的不足。（2）由于把空氣作為示蹤粒子，可視性較好，可以采用高速攝影儀和一般光源即可實現非穩定流場的拍攝，相較于PIV（粒子圖像測速），其成本大大降低。

附圖說明

圖1為本發明裝置的結構示意圖。

圖2為高壓氣管結構示意圖。

圖3為本發明使用狀態圖。

圖中：1?離心泵，2?高壓空氣管，3?軟管塑料寶塔接頭，4?高壓空氣輸出管，5?減壓閥，6?高壓空氣輸入管，7?高壓空氣罐，8?螺紋連接頭，9?Photron?FASTCAM?PCI高速攝影儀，10?光源發射器，11?試驗臺計算機。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明的技術方案進行詳細說明。