一种离心泵流场-压力脉动耦合测量实验系统技术方案

本发明专利技术提供的是一种离心泵内部流场‑压力脉动耦合测量实验系统，采用可视化测量流场特性的方法，同时采用荧光过滤技术，提高了叶片附近流场测量的准确性；采用连续激光发生器和高速摄像机搭配，充分保证流场测量过程中时序上的不间断性，清晰获取离心泵内部流场特性的时序信息，实现离心泵内部流场信息在时序上的连续捕获。本发明专利技术通过对离心泵内部流场特性测量以及压力脉动测量，获取离心泵内部速度场、湍流小尺度流动特性以及脉动压力特性，分析内部流场流动机理，并结合分析流场特性与压力脉动特性，深入了解离心泵内部结构、流动特性与压力脉动之间的内在联系，为离心泵结构设计的改进以及减振降噪提供指导。

A coupling experimental system for flow pressure pulsation in centrifugal pumps

The invention provides an experimental system for coupling measurement of flow field and pressure fluctuation in centrifugal pump, which adopts the method of visual measurement of flow field characteristics and fluorescence filtering technology to improve the accuracy of flow field measurement near the blade, and adopts the combination of continuous laser generator and high-speed camera to fully ensure the measurement of flow field. The uninterrupted time series in the process clearly acquires the time series information of the flow field characteristics inside the centrifugal pump, and realizes the continuous acquisition of the flow field information in the time series inside the centrifugal pump. By measuring the flow field characteristics and pressure fluctuation inside the centrifugal pump, the velocity field, turbulent small-scale flow characteristics and pulsating pressure characteristics inside the centrifugal pump are obtained, the flow mechanism of the internal flow field is analyzed, and the internal structure and flow characteristics of the centrifugal pump are thoroughly understood by analyzing the flow field characteristics and pressure fluctuation characteristics. The internal relationship with pressure fluctuation provides guidance for the improvement of centrifugal pump structure design and vibration and noise reduction.

【技术实现步骤摘要】
一种离心泵流场-压力脉动耦合测量实验系统
本专利技术涉及流体力学、光学、减振降噪、核安全等
，特别涉及一种离心泵流场-压力脉动耦合测量实验系统。
技术介绍
离心泵是现代工业中进行能量转换和流体输送的动力装置之一，随着科学技术的进步，离心泵的应用范围越来越广，人们也越来越重视离心泵运行的可靠性、稳定性、高效性和低振动性。由于离心泵内部结构的复杂性与非对称性，其内部工质流动是一种极其复杂的复合运动，离心泵性能的好坏在很大程度上取决于内部流动情况，此外，内部流体引发的高频压力脉动会产生噪声，进而引起泵体振动，并通过管路向外传播，严重时会损坏泵体结构，影响泵自身工作。因此，离心泵内部流场的流动特性与压力脉动特性研究对于改进离心泵结构设计、提高运行效率、节能降噪具有极其重大的意义。目前已有的可视化测量系统虽可实现离心泵流场的全场测量，但仍存在以下不足：第一，由于采用脉冲激光和跨帧相机组合，受限于脉冲激光的工作原理，无法实现流场时序上的连续测量；第二，由于离心泵内部结构复杂性，强烈反光导致叶轮流道内压力面与吸力面附近流场无法准确测量；第三，无法实现流场特性与压力脉动特性的同步测量；因此有必本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离心泵流场‑压力脉动耦合测量实验系统,包括可视化循环回路与脉动压力采集及光路系统，其特征在于：可视化循环回路包括循环水箱、加热器、换热器、总阀、电磁流量计、旁通阀、主阀、进口压力表、透明离心泵、出口压力表、排气阀、节流阀、温度计、三通阀、排水箱、工质水箱以及染色剂水箱，透明离心泵入水口通过管路与进口压力表、主阀、电磁流量计、总阀以及循环水箱的下端出水口依次连接；透明离心泵出水口通过管路与出口压力表、排气阀、节流阀、温度计以及三通阀右端口依次连接；三通阀左端口通过管路伸入到循环水箱中，三通阀下端口通过管路与排水箱连接；循环水箱右端出水口通过管路连接旁通阀后连接到主阀与电磁流量计之间的管路...

【技术特征摘要】
1.一种离心泵流场-压力脉动耦合测量实验系统,包括可视化循环回路与脉动压力采集及光路系统，其特征在于：可视化循环回路包括循环水箱、加热器、换热器、总阀、电磁流量计、旁通阀、主阀、进口压力表、透明离心泵、出口压力表、排气阀、节流阀、温度计、三通阀、排水箱、工质水箱以及染色剂水箱，透明离心泵入水口通过管路与进口压力表、主阀、电磁流量计、总阀以及循环水箱的下端出水口依次连接；透明离心泵出水口通过管路与出口压力表、排气阀、节流阀、温度计以及三通阀右端口依次连接；三通阀左端口通过管路伸入到循环水箱中，三通阀下端口通过管路与排水箱连接；循环水箱右端出水口通过管路连接旁通阀后连接到主阀与电磁流量计之间的管路上；循环水箱内部在右端出水口处设有换热器；循环水箱内部在下端出水口与左端进水口之间设有加热器；工质水箱出水口通过管路与染色剂水箱出水口连接，循环水箱左端进水口通过管路连接在工质水箱与染色剂水箱出水口之间的管路上；工质水箱出水口、染色剂水箱出水口以及循环水箱左端进水口处均设有节流阀；脉动压力采集及光路系统包括光源、滤光片、高频脉动压力传感器、轴编码器、单片机、光源、滤光片、高速摄像机、计算机、通用数据采集系统以及变频器；透明离心泵左侧与右侧均设置有光源；高速摄像机设置在透明离心泵正面，滤光片设置在高速摄像机与透明离心泵之间；透明离心泵与轴编码器、单片机以及高速摄像机依次连接；通用数据采集系统与透明离心泵连接，高速摄像机与通用数据采集系统均与计算机连接；变频器与透明离心泵连接。2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭思超，黄云龙，周鹏，李鑫，苏建科，米争鹏，李兴，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23