旋流泵叶轮内流速场的初步测量.docx

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旋流泵叶轮内流速场的初步测量江苏工学院排研所陈红勋陈次昌摘要本文讦述了利用探针测量旋流泵叶轮■内部流场的原理和方法，以及测试装置,并提供了模型旋流果叶轮内部流场的初步测受结果。关■词：旋涟泵内部流速场流瑞测试1前言旋流泵又称无堵塞泵，工作时能使固体颗粒和长纤维物顺利地通过而不易堵塞，并能够抽送含气率较高的固液介质，还具有结构简单、耐磨性好的特点。由于旋流泵的上述特点，旋流泵得到了越来越广泛的应用。但长期以来，对旋流泵的内部流动规律尚未完全搞清楚，因此旋流泵设计盲目性大。随着计算机的逐步普及，数值模拟泵内流动巳不是件非常困难的事，为了检验计算方法的正确性.有必要对泵内流场进行实测。作者首次建立了测试旋流泵叶轮流道内的速度场的测试装置，对旋流泵叶怆流道内轴垂直断面上的速度分布进行了测试，取得了补步的成果。2测试装置实验泵结构简图如图1所示，叶轮直径。2=200毫米，叶片宽度6=50亳米，采用直叶片放射形布置，叶片数z=8,无叶腔宽度/=60俺米，采用环形涡室，其宜径。3=300莹米。泵进出口直径均为80毫米。K1实畛系结构简图流速测屋测试系统示意图见图2,主要测试器件分别介绍如下：1.探针：用以测鼠叶轮内某指定点的相对圆周速度和相对经向速度。使其安装与泵轴线平行，由像胶支择和支掠架固定在叶轮上，与叶轮一起旋转，并可转动手柄带动丝杆使探钳车轴向移动。探针的较正曲线见图3,测试时，测量出摭针三个孔所感应的压力，据此可计算来流的速度。其计算公式为：参考文献1关醒凡著.泵的理论与设计.机械工业出版社.1987孙大墩等著.塑料制品成型加工.化学工业出版社，1987 3石安富等著.工程塑料.上海科学技术出版社，】9861.探针2.掾胶支擂3.支撑架4.导压管5.导肝6.驾杆7.手柄9.皮带10.集淀环11.放大熟12.磁帝机13.散字电压表1.探针2.掾胶支擂3.支撑架4.导压管5.导肝6.驾杆7.手柄9.皮带10.集淀环11.放大熟12.磁帝机13.散字电压表8.压力传感器流速测■系统示意图A-3图3探n技正曲线式中K@——角度较正系统数出1-3两边孔的压力差卜中孔感应的压力当由上式求得K■后，可由图3查得来流方向与中孔轴线的夹角0。此时来流方向便确定了。根据求得的。角，又可在总压与速度较正曲线上分别查得总压较正系数K。和速度较正系数K”K_Alh,_爪°一2hHhC”）不考虑压缩性影响时，K=—九—（q）v2如-（如+力3）（3）由（2）式可求出总玉加，由（3）式求出静压九，这样即可求得速度的大小和方向。2.导压管：采用睬十输液用头皮针尼龙细管，软硬适中，能承哽较大的负压。3・压力传感器：用来测量经导压首传来的探针各孔感应的压力。压力传感器采用殳旦大学电子工程系俳制的PTU10L型压力传感，它是一种扩故硅金桥型压力传感器.全密封封装，可浸在水中使用，其实测性能如下：量程；lOOKpa满程输出：100±2mV/5V非线性：V5xl0"F・S迟滞，＜5X1O-4F.S零点失闻＜lmV/5V使用时将传感罟固定在泉她上，其工作条件为浸在水中随泵轴转动°使用结果表明，该传感器工作可靠。另外，因为传感器浸在水中工作，试验甘水温变化很小，因此可不考虑传感器的温度漂移系数。4.放大器:经传感福转换出来的电信号较成，一般应将其波大，以使各类记录仪表正常记录。我们自制一只三通道运算放大擀。试验前对传感器和放大器组成的系统进行了静压标定，即给传感器逐步加压，记录压力从小到大各压力直时的放大器输出电压，然后逐渐减压，记录各点压力值对应的放大器输出电压。重夏上述过程多次，经计算可线性回归出压力与电压之间的转换关系。P=kV(4)P为压力值，K为电压值，X为常数，掩着放大器放大倍数变化，人值随之变化。标定结果表明，考虑传感器放大器系统的非线性、滞后、重复性三项误差之均方和的总精度小于1%,证明测试系统精度较高。5.集流环：集流环采用前仪动力测试仪器厂生产的JD•-24型集流环，环数为24,广方提出的产品技术参数适合实验的要求。集流:不的作J]]是待转动部分和讯号引出来,送给放大器放大。3测试原理及测试方法探针三个孔感应的压力经导压管传至压力传感器转换成电信号，由集流环送生放大溶放大，再由数字式电压表记录共箝出电压，由此计算出探针之感应孔的压力，进而求出测点的速度。试验时首先将探针经橡胶支撑孔插入叶轮流道内，大致估计被测点的来流方向，使探针中孔对准此方向，将探针固定在支架上，这时可利用手柄调节探针感应孔的轴向位置，导肝上的刻度作为调整的基准，使之达到测点的位蜜，然后排尽导压菅内的气，将测试机构装入泉体。并将放大器和记荥仪器与集流环轶好，接通电源稳定一段时间后，即可开机测量，泵转速定为1200转/分，在最优工况(Q=14.08//$)下进行测试。应该说明，本试验采用非对向测量，浏试机构使探针只能地向移动而不能转幼，因此当来流偏离探针中孔翰线较大角度叶，即浏不出速度，这时需要拆下来垂新调整探针高度，再重殳上述步骤再做试验，由于旋流泉叶纶内部流动极为复杂，又缺乏其研究资料，因此，估计来流方向是很困难的。所以，本试验进行得非常艰难。还要说明的是，由放大器输出的信号具有脉动性，在即要测量的均值附近上下波动，一般情况下可将其信号记录下来，由信号处理的专用计算机求出压力的均传:，但由磁带机放出的压力波形可以看出，压力波动非常小，因此本实验采用人工采样，即对每个测点用数字电压表测量，读出若干读数，求其均值。经对部分测点比较，这样做的结果与计算机处理相差无几，因此为了直观，采用由数字电压表直接记录的方法。4测量结果下表列出了作者整理出的抽向离后盖板潜水电泵试验台优化设计初探华北水利水电学院任晓力王玉昆河北省鸡洋水泵厂赵占海摘要本文时微机控制的潜水电泵•试脸台的各组成部分及其投资进行了分祈。在文中所述条件下，利用选择测试仪表精度等级和预测试验台精度的数学模型，确定了B级改乩控制的试酷台所选用仪表的景低精度等级。通过对配五4"寸口径试睑回珞试酷台的主要仪表逸择方案及其投寸的研究，探索了潜水电泵试验台的优化设计方案。关健伺：潜水电泵试验台优化设计近几年，国内兴建了一批由微机进行过程控制、白动采集和处理试验数据的潜水电泵试脸台。这类试验台较之人工采样、控制的试验台之精度大大提高。在设计潜水电京认盖台讨，人们往律只注重各测试仪表精度等级的选择，目的是佻试验台的精度达到B级或C级；但如何在保证试验台达到B级或C级的前提下使投资最10丑米的Ml垂宜断血上的速度侧星结果，其矢最图见图4,由图可看出其流动越势。各测点速度值.一・-•—-，..・■一1.一・・■，■■■・・・・・・—•一—•—*——rP・—.・■-aw•，—―■测点1i2i3；4I5I6I7I8911011112 Wc(m/s)-3.99-2,00:4.94：-1.85：-3.111.62-1.560.52~0.122.26-2.130.94V旬S3.5「3应k7i5’zTJ^：i•苻％态-W26切.用!"[□iiWi£厂荫.•-图4测点流速矢址图速度在靠近背面较规则，基本上沿若叶片向出口方向流动,靠近工作而，流动有逆向流灼的趋势，因此从实强结果可以吞出，叶轮流道中存在昔比较强的抽向旋涡，这与前人的后盖板油摸试验趋势一致。木试验无法测出轴向速度Wz,因此仅大致反应流动趋势。5结束语（1）本文提出的浏试方法和初步测试结果为今后进行叶轮流道内流场的洋纳测量打下了基础，共有重要意义。（2）本文的工作对其它类型叶片泉的研究仍具有重要意义。参考文献1李建威主编.水力机犊测试技术.机城工业出版社,1981.7大庭英树.7^*^-部流由土记[^T6（第I辙）.糠血J8-434H（昭57-10）,1945。