一种可进行内部流场PIV测量的自吸离心泵结构与PIV测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110043469A(43)申请公布日2019.07.23(21)申请号201910268305.3(22)申请日2019.04.03(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人杨勇飞李伟施卫东常浩王川(51)Int.Cl.F04D1/00(2006.01)F04D9/02(2006.01)F04D29/00(2006.01)F04D29/02(2006.01)F04D15/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种可进行内部流场PIV测量的自吸离心泵结构与PIV测量方法(57)摘要本发明公开了一种可进行内部流场PIV测量的自吸离心泵结构与PIV测量方法，包括后盖板、主轴、叶轮和泵体，泵体包括吸入室和储水室，吸入室与蜗室连通，储水室顶端设有注水口，储水室底端通过回流孔与蜗室相连，蜗室出口段设有气液分离室；叶轮和泵体采用透明材质制成，储水室在进口侧设有视窗，视窗穿过储水室直接与蜗壳进口侧外壁相连；PIV测量时，CCD相机朝向视窗与叶轮同轴布置，获取泵内部截面流场的图像信息，从而实现对叶轮内部流场PIV的准确测量，本发明设置视窗，避免了储水室流场对图像的干扰；主流道结构不发生改变，保证了自吸泵的自吸性能与运行效率。CN110043469ACN110043469A权利要求书1/1页1.一种可进行内部流场PIV测量的自吸离心泵结构，其特征在于，包括后盖板(6)、主轴(1)、叶轮(7)和泵体，所述泵体包括吸入室和储水室(16)，所述吸入室与蜗室(15)连通，所述储水室(16)顶端设有注水口(11)，储水室(16)底端通过回流孔(14)与蜗室(15)相连，所述蜗室(15)出口段设有气液分离室(10)；所述叶轮(7)和泵体采用透明材质制成，所述储水室(16)在进口侧设有视窗(13)，所述视窗(13)穿过储水室(16)直接与蜗壳(15)进口侧外壁相连。2.根据权利要求1所述的一种可进行内部流场PIV测量的自吸离心泵结构，其特征在于，所述视窗(13)为圆形孔，圆孔直径在叶轮直径的1/4-1/3。3.根据权利要求1或2所述的一种可进行内部流场PIV测量的自吸离心泵结构，其特征在于，所述视窗(13)设有2个，2个视窗(13)左右对称分布，视窗(13)的中心位于叶轮的水平轴截面上。4.根据权利要求1或2所述的一种可进行内部流场PIV测量的自吸离心泵结构，其特征在于，所述气液分离室(10)与储水室(16)之间设有梯形回流孔(21)，自吸阶段分离出的液体通过回流孔从气液分离室(10)流入储水室(16)。5.根据权利要求1所述的一种可进行内部流场PIV测量的自吸离心泵结构，其特征在于，所述叶轮(7)位于蜗室(15)内部，叶轮(7)与主轴(1)连接，主轴(1)穿过后盖板(6)，后盖板(6)与泵体连接。6.一种根据权利要求1-5中任意一项权利要求所述的可进行内部流场PIV测量的自吸离心泵结构的内部流场PIV测量方法，其特征在于，激光片光源正对叶轮(7)并穿透蜗壳(15)与叶轮(7)，CCD相机(19)朝向视窗(13)与叶轮(7)同轴布置，且CCD相机(19)与片光源垂直；所述CCD相机(19)获取泵内部截面流场的图像信息，计算机(18)对图像进行互相关处理得到速度场信息，并通过软件处理得速度矢量图和云图。2CN110043469A说明书1/3页一种可进行内部流场PIV测量的自吸离心泵结构与PIV测量方法技术领域[0001]本发明属于流体机械(泵)内部流动技术领域，尤其涉及一种可进行内部流场PIV测量的自吸离心泵结构与PIV测量方法。背景技术[0002]自吸离心泵是一种具备自吸性能的离心式电泵，首次启动后无需灌水，具有结构紧凑、操作方便、便于维修等优点。与传统离心泵相比，自吸离心泵首次工作后启动无须灌水，具有操作简单、便于控制等优点。随着各应用领域对自吸泵效率、震动、噪声以及稳定性等性能要求的不断提高，自吸离心泵内部流场的结构急需优化改进。[0003]目前对于离心泵内部流场的实验研究主要采用粒子图像测速技术(PIV)和激光多普勒测速技术(LDV)等方法。由于PIV测量属于非接触式多点测量技术，不仅具有不干扰流场的特点，而且测量精度随着仪器以及数据处理算法的进步不断提升。[0004]PIV技术目前已经广泛应用于泵内流场的测量，对离心泵、混流泵以及轴流泵轴面以及进出口断面流场的测量方法，然而上述测试方法均无法适用于对常规自吸离心泵内部流场的测量。自吸离心泵由于其结构的独特性，泵腔的双层结构给自吸离心泵内部流场的PIV测量带来极大难度。现有对旋流自吸泵设计及内部流动研究中通过改变自吸泵进口结构，将传动轴穿过自吸泵进口管道