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離心泵的內(nèi)部流場試驗

發(fā)布時間：2013/9/7 22:45:16
離心泵的內(nèi)部流場試驗對了解離心泵的內(nèi)部流動規(guī)律、建立離心泵的內(nèi)部流動理論、完善離心泵的設(shè)計方法，是極其重要的。門捷列夫就曾經(jīng)說過科學始于測量。目前，用于抽水蓄能電站的泵水輪機的效率雜水泵工況，已達到90%~92%以上，這種泵水輪機的葉輪就是離心泵葉輪，并具有設(shè)計良好的可動式和固定式的葉片式壓水室，以及渦旋式壓水室。這一成果與現(xiàn)代精細的流場測量與流動模擬分不開的。
從20世紀30年代初，已有學者進行離心葉輪中流速場的測量。但是，當流速測量方法還很簡單。20世紀60年代和70年代主要應(yīng)用畢托管（球）法，3孔，4孔和5孔探針成功的用于測量離心泵中的流場。進入20世紀90年代以后，伴隨著光纖技術(shù)、芯片技術(shù)、激光技術(shù)、信號處理技術(shù)和圖像處理技術(shù)的發(fā)展和完善，流動測量技術(shù)也得到了快速的發(fā)展�，F(xiàn)在，復雜流動的測量技術(shù)已能適應(yīng)流動測量的從單點到多點測量，從單相到多相，從平面到空間，從穩(wěn)態(tài)到瞬態(tài)的測量需要。目前可應(yīng)用在離心泵中的測量技術(shù)主要有熱線熱膜風速計（HWFA）,其中用于液體中的熱膜風速計、激光測速技術(shù)（LDV）、相位多普勒技術(shù)（PDPA）和粒子成像技術(shù)（PIV）。
激光測速技術(shù)LDV又稱為激光多普勒測速，其原理是利用兩支同樣顏色的激光束在流場中一點相交，形成干涉條紋。當粒子通過該點時，條紋反射的光線形成一組多普勒波群的正弦信號。從每個條紋圖案拾取的散射光的頻率與粒子速度分量的關(guān)系測量速度。20世紀80年代至90年代，我國有多人，如石油大學薛郭松教授等，利用LDV測量離心泵中流場，進入90年代，LDV技術(shù)進一步向小型化、光纖化、智能化和精確化發(fā)展。
相位多普勒技術(shù)（PDPA）是利用跟隨流體的粒子，同時用激光產(chǎn)生信號的頻率測量粒子和流體的速度。還可以利用測量信號的相位差測量粒子的粒徑。進入90年代PDPA技術(shù)進一步發(fā)展精確度更高，應(yīng)用范圍更廣。該技術(shù)用于多相流測量。我國已有單位計劃用該技術(shù)測量離心泵中的兩相流場。
粒子成像技術(shù)（PIV）是流場可視化技術(shù)的最新發(fā)展，是利用圖像處理技術(shù)發(fā)展起來的一種新的流速測量方法。它綜合了單點測量技術(shù)和流動顯示測量技術(shù)的優(yōu)點，既具備單點測量技術(shù)的分辨率和精度，又能獲得平面流場顯示的整體結(jié)構(gòu)和瞬態(tài)圖像。90年代后期新型雙YAG脈沖激光源的PIV系統(tǒng)分辨率和清晰度均很高，測量速度范圍廣，正在我國離心泵及其系統(tǒng)的流場測量中應(yīng)用。
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