[實用新型]離心泵內部氣液相流動可視化觀測實驗臺

有效

• 申請號: 201821591968.6
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN208902378U
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 賀登輝;張振鐸;戈振國;陳森林;郭鵬程;白博峰
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 涂秀清

本實用新型公開的離心泵內部氣液相流動可視化觀測實驗臺，包括出水部分、進水部分、箱體和動力傳輸部分，出水部分、進水部分、箱體和動力傳輸部分的內部中央設置有泵軸。本實用新型公開的可視化觀測實驗臺解決了現有試驗裝置對于離心泵的內部流動觀測區域受限、裝置結構復雜以及操作性低的問題。利用有機玻璃表面光滑、透光性好的特點，通過一定的手段將離心泵實驗裝置設計成中間側向進水，使進水端與動力傳動部分同側，葉輪后蓋板向外，因此可從葉輪后蓋板方向利用高速攝像機拍攝到整個葉輪內部完整的流動圖像；結構簡單、安裝方便、適用范圍廣、操作便捷，為離心泵內部流場觀測實驗的進行提供了有效的手段，具有很強的實用價值。

技術領域

本實用新型屬于流體力學實驗設備技術領域，涉及一種離心泵內部氣液相流動可視化觀測實驗臺。

背景技術

離心泵作為石油、化工、核電、農業等領域中極其重要的動力設備，其在工作過程中，泵送流體廣泛存在氣液兩相或多相流動狀態。在氣液兩相流條件下，氣相在離心泵葉輪內運動、發展及變化，可能導致流動分離以及氣泡破碎、聚并、形成等現象的發生，進而對離心泵揚程、流量、效率等產生一定影響。當氣體在葉輪內積聚到一定程度，離心泵的性能下降，嚴重情況下，離心泵處于氣鎖狀態，導致泵發生空轉。研究氣液兩相流在離心泵內的流動特性、深入認識其動力學過程以及查清內部流動機理是保證離心泵在兩相流體的工況下優化和安全設計的物理機理基礎。

目前，大多數用于觀測氣液兩相流的實驗技術均采用高速成像技術，基于光學元件觀測離心泵內部流場。高速攝像機可以在很短的時間內完成對高速目標的快速、多次采樣，當以常規速度放映時，所記錄目標的變化過程就清晰、緩慢地呈現在我們眼前。高速攝像機技術具有實時目標捕獲、圖像快速記錄、即時回放、圖像直觀清晰等突出優點。高速攝影能夠觀察不定常流場和高速運動流場的每一瞬時的流動圖像及變化過程，因此高速攝影技術在流場測試，尤其是多相流場測試中是一種十分重要的技術手段?，F有的試驗裝置有的可用于單相介質狀態下離心泵吸水室、葉輪流道和壓水室等區域的測量拍攝；還以可用于單相介質/固液兩相流狀態下泵外特性、內流場等測試試驗，并對泵內高速流動進行局部拍攝；另外，還有試驗臺設有除氣裝置，可用于單相介質狀態下離心泵內部流場可視化拍攝。

然而，傳統離心泵進水端與動力傳動系統分在兩側，這對拍攝離心泵內部完整的流動圖像增加不少的難度。現有的試驗裝置多用于測量單相或多相流動條件下離心泵內部局部流場，尚不能獲得整個葉輪內的流動圖像。離心泵作為一種典型的旋轉機械，其內部流動呈現出明顯的非對稱性，尤其是多相流動條件下，不同葉輪流道內流動特征差異性更為顯著。因此，獲得整個葉輪流道內氣液兩相流動特征，有助于揭示泵內多相流動機理，進而指導離心泵的優化設計。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種離心泵內部氣液相流動可視化觀測實驗臺，解決了現有試驗裝置對于離心泵的內部流動觀測區域受限、裝置結構復雜以及操作性低的問題。

本實用新型所采用的技術方案是，離心泵內部氣液相流動可視化觀測實驗臺，包括出水部分、進水部分、箱體和動力傳輸部分，出水部分、進水部分、箱體和動力傳輸部分的內部中央設置有泵軸；

出水部分包括出口法蘭段，出口法蘭段的上端通過螺栓可拆卸連接試驗泵系統，出口法蘭段的下端通過螺栓連接矩形的蝸殼，蝸殼的蝸殼右半部的上端連接有固定板，固定板上表面開有螺紋孔，出口法蘭段的下端法蘭與蝸殼右半部分通過螺栓連接在固定板上的螺紋孔處，蝸殼的蝸殼左半部與蝸殼右半部通過螺栓可拆卸連接，蝸殼左半部中部開有凹槽，凹槽中央開有進水孔，凹槽與葉輪連接，葉輪的進水端卡接在凹槽處，保證葉輪安裝在蝸殼的流道中心，葉輪連接進水部分，進水部分包括管段，管段的右端通過螺栓連接進口法蘭段，并通過“O”型密封圈密封，進口法蘭段通過螺栓連接在蝸殼左半部上，并通過“O”型密封圈進行密封，管段的左端呈喇叭狀，通過螺栓連接在箱體的右側壁的法蘭段上，箱體的左側壁連接動力傳輸部分。

本實用新型的其他特點還在于，