一种离心泵内粗颗粒固液两相流高速摄影拍摄试验台.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CN106050684A(43)申请公布日2016.10.26(21)申请号201610380693.0(22)申请日2016.05.31(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)发明人谈明高丁荣刘厚林吴贤芳王凯(51)Int.Cl.F04D15/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种离心泵内粗颗粒固液两相流高速摄影拍摄试验台(57)摘要本发明属于泵试验装置相关领域，公布了一种离心泵内粗颗粒固液两相流高速摄影拍摄试验台。该试验台由固液两相流循环回路、供水回路和三维高速摄影拍摄系统组成。固液两相流循环回路由两相流离心泵、出口闸阀、三通管Ⅰ、滤网、三通管Ⅱ、漏斗、三通管Ⅲ和颗粒定向滤网等组成。供水回路由储水箱和进口闸阀等组成。三维高速摄影拍摄系统由计算机控制系统、LED灯Ⅰ、高速摄像机Ⅰ、LED灯Ⅱ和高速摄像机Ⅱ等组成。本发明不仅能方便地实现颗粒的加入和回收及颗粒浓度的配置，而且还大大减少了试验所需颗粒数和管路中的含气量，提高高速摄影可视化拍摄的质量，同时还能保证颗粒的精确定向流入叶轮，有利于拍摄结果的科学对比和分析。CN106050684ACN106050684A权利要求书1/2页1.一种离心泵内粗颗粒固液两相流高速摄影拍摄试验台，其特征在于，由固液两相流循环回路、供水回路和三维高速摄影拍摄系统组成；所述固液两相流循环回路由两相流离心泵(1)、电磁流量计(3)、出口闸阀(4)、三通管Ⅰ(5)、三通管Ⅱ(9)、漏斗(10)和三通管Ⅲ(11)组成；所述供水回路由储水箱(7)和进口闸阀(8)组成；所述三维高速摄影拍摄系统由计算机控制系统(15)、LED灯Ⅰ(16)、高速摄像机Ⅰ(17)、LED灯Ⅱ(18)和高速摄像机Ⅱ(19)组成；离心泵(1)的出口管路上依次设有电磁流量计(3)、出口闸阀(4)，出口闸阀(4)和三通管Ⅰ(5)的第一端口通过管路连接，三通管Ⅰ(5)的第二端口通过管路与储水箱(7)连接，储水箱(7)的底部通过管路连接有进口闸阀(8)，进口闸阀(8)通过管路与三通管Ⅱ(9)的第一端口连接，三通管Ⅱ(9)的第二端口通过管路与离心泵(1)的进口连接；所述三通管Ⅰ(5)的第三端口通过管路与三通管Ⅲ(11)的第一端口连接，三通管Ⅲ(11)的第二端口和第三端口置于漏斗(10)中，漏斗(10)的下端通过管路与三通管Ⅱ(9)的第三端口连接；所述LED灯Ⅰ(16)和LED灯Ⅱ(18)以一定的角度错开放置给两相流离心泵(1)打光，高速摄像机Ⅰ(17)和高速摄像机Ⅱ(19)连接到计算机控制系统(15)用来捕获两相流离心泵(1)内颗粒运动信息。2.根据权利要求1所述的一种离心泵内粗颗粒固液两相流高速摄影拍摄试验台，其特征在于，还包括出口压力变送器(2)和进口压力变送器(12)，所述出口压力变送器(2)通过测压管连接在两相流离心泵(1)出口和电磁流量计(3)之间的管路上；所述进口压力变送器(12)通过测压管接在离心泵(1)进口和三通管Ⅱ(9)之间的管路上。3.根据权利要求1所述的一种离心泵内粗颗粒固液两相流高速摄影拍摄试验台，其特征在于，还包括滤网(6)和颗粒定向滤网(23)，所述滤网(6)装在所述三通管Ⅰ(5)的第二端口处；所述颗粒定向滤网(23)通过扣环固定在两相流离心泵(1)叶轮进口处。4.根据权利要求1所述的一种离心泵内粗颗粒固液两相流高速摄影拍摄试验台，其特征在于，所述固液两相流循环回路中两相流离心泵(1)的过流部件，包括叶轮、蜗壳或导叶、吸水室，均采用有机玻璃加工，以便于可视化拍摄。5.根据权利要求1所述的一种离心泵内粗颗粒固液两相流高速摄影拍摄试验台，其特征在于，所述固液两相流循环回路中颗粒的数目n，由整个固液两相流循环回路的体积Vg、颗粒等效直径ds和颗粒体积分数Cv确定，6.根据权利要求1所述的一种离心泵内粗颗粒固液两相流高速摄影拍摄试验台，其特征在于，所述固液两相流循环回路中漏斗(10)由厚度为3mm的不锈钢制作而成，漏斗(10)窄的一端插入到管路中实现固定，漏斗(10)的扩口段接收从三通管Ⅲ11流出的固液两相流；放入和回收颗粒均在漏斗(10)中完成，回收颗粒时在漏斗(10)中放入一张筛网即可。7.根据权利要求1所述的一种离心泵内粗颗粒固液两相流高速摄影拍摄试验台，其特征在于，(1)颗粒定向滤网23上圆孔的数目n1为：当时，n1＝12；2CN106050684A权利要求书2/2页当时，n1＝8；当时，n1＝4；(2)颗粒定向滤网23上圆孔直径dk为：所述dk>ds0；(3)颗粒定向滤网23上各个圆孔圆心所在圆环直径dt为：式中：Dj为叶轮进口直径，dB为叶轮进口泵轴直径，ds0为试验