一种适用于旋流泵固液两相流的试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于旋流泵固液两相流的试验装置及方法，包括开式水箱、进口管路、试验泵、电机、出口管路和搅拌装置；开式水箱用于放置清水及试验用固体颗粒介质，水箱内安装用于颗粒搅拌均匀的搅拌电机和搅拌叶轮；进出口管路连接有压力传感器、阀门和流量计；试验泵包括蜗壳及叶轮；驱动电机中间接有转矩转速传感器，再经过联轴器试验水泵叶轮旋转；所述搅拌器伸入水箱内进行搅拌保证试验固体颗粒在清水中均匀混合，确保所需的浓度进入实验水泵进口，水泵蜗壳采用有机玻璃加工。采用本发明专利技术提供的旋流泵固液两相流的试验装置，可以清楚的观察到不同粒径的颗粒在旋流泵内的分布状态，采用本发明专利技术试验台可进行PIV、高速摄影等可视化试验。可视化试验。可视化试验。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于旋流泵固液两相流的试验装置及方法


[0001]本专利技术涉及旋流泵固液两相流试验研究领域，尤其涉及到一种适用于旋流泵固液两相流的试验装置及方法。

技术介绍

[0002]旋流泵的特征是泵腔中叶轮前侧具有宽广的无叶腔区域，保证了旋流泵以最小的堵塞风险输送着混有大颗粒和纤维物料的复杂介质。旋流泵具有良好的无堵塞性能，而效率相对低下，因此在提高无堵塞性能的同时兼顾其效率成为了一个急需解决的问题。旋流泵的内部流动十分复杂，对其内部流动机理研究一直是理论研究与试验研究相结合。与输送单相介质相比，旋流泵在输送含有固体颗粒的介质时，其性能变化较大，且旋流泵内的固液两相流动具有复杂性和特殊性。目前还未能完全揭示旋流泵内部的流动机理。现有的旋流泵试验装置大多针对清水介质进行流场拍摄，为进一步研究旋流泵内固液两相流流动机理并对旋流泵结构进行优化设计，急需一种适用于旋流泵内固液两相流的试验装置。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种适用于旋流泵固液两相流的试验装置及方法，本专利技术可以对旋流泵在不同流量工况下进行外特性试验，针对旋流泵内部流体流动形式的复杂，采用PIV和高速摄影等可视化试验技术对泵内流动情况进行拍摄，并观察旋流泵泵送颗粒的全过程。
[0004]本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0005]一种用于旋流泵内固液两相流的试验装置，包括开式水箱、进口管路、试验泵和出口管路；所述试验泵为可视化试验泵；
[0006]所述开式水箱与进口管路相连通，进口管路上靠近试验泵位置连接有进口压力传感器，进口管路的出口端设置有试验泵，通过试验泵能够把固液两相流泵入出口管路；出口管路上靠近试验泵位置设置有出口压力传感器和流量计；
[0007]所述开式水箱内设置有搅拌器，通过搅拌器使得固液两相流均匀流动。
[0008]上述方案中，所述试验泵处设置有高速相机，高速相机用于对试验泵内部流动状况可视化拍摄。
[0009]上述方案中，在开式水箱内加入示踪粒子，用于进行PIV可视化试验。
[0010]上述方案中，所述试验泵的叶轮为开式叶轮，开式叶轮背面设有背叶片，背叶片为直叶片。
[0011]上述方案中，所述试验泵中的蜗壳和叶轮材质为有机玻璃。
[0012]上述方案中，所述试验泵通过三相电机驱动，三相电机输出端与试验泵输入端连接处设置有转矩转速传感器。
[0013]上述方案中，所述搅拌器通过搅拌电机驱动。
[0014]上述方案中，所述进口管路与开式水箱之间设置有进口阀门，试验泵与出口管路
之间设置有出口阀门。
[0015]用于旋流泵内固液两相流的试验装置的试验方法，旋流泵固液两相流外特性及内部流动试验步骤如下：
[0016]步骤1：关闭进口阀门，将水管伸入开式水箱中加注液体，加注至开式水箱三分之二时，停止注水，加入一定浓度试验所用固体颗粒；
[0017]步骤2：打开搅拌器，将开式水箱中固体颗粒搅拌均匀：
[0018]步骤3：启动试验泵，打开进口阀门、出口阀门；
[0019]步骤4：根据试验工况开大或者关小出口阀门调节流量；
[0020]步骤5：待试验系统运行稳定后，采集进口压力传感器和出口压力传感器的信号及流量计的数据，记录试验用的旋流泵固液两相流外特性数据；
[0021]步骤6：采用高速摄影相机或者PIV试验装置对试验泵内部流动进行可视化拍摄；
[0022]步骤7：改变流量进行其他工况的测量及可视化拍摄；
[0023]步骤8：改变颗粒浓度进行不同浓度下旋流泵固液两相流外特性测量及可视化拍摄；
[0024]步骤9：试验结束后，打开固体颗粒出口阀门，出口处放置滤网，回收固体颗粒；
[0025]步骤10：将试验管路及水箱内的水排干净，整理试验台，将阀门恢复初始状态，试验结束。
[0026]上述方案中进行PIV可视化试验时，开式水箱内加入示踪粒子，经过搅拌器把示踪粒子与水充分搅拌均匀后，进行PIV可视化试验。
[0027]本专利技术的技术效果：
[0028]本专利技术提供的用于旋流泵内固液两相流的试验装置，可以进行不同截面和不同工况下PIV试验，也可进行不同粒径、不同浓度的颗粒两相流试验，对外特性和内部流动进行测量研究。测试泵中蜗壳和叶轮均采用有机玻璃，可以在试验过程中清晰的观察并拍摄到流体带动固体颗粒在旋流泵内发生旋转回流的整个过程。也可以拍摄到叶轮和无叶腔不同截面内的流场流动情况。试验装置安装有搅拌器，可以方便快捷的将颗粒混合均匀，有效避免堵塞现象的发生。另外本试验系统可以对试验颗粒进行回收处理，进行循环使用。本专利技术结构简单，成本较低，安装方便，适用范围广，为旋流泵两相流内部流场观测试验的进行提供了有效手段，具有很强的实用价值。
附图说明
[0029]图1为本专利技术实施例涉及到的适用于旋流泵固液两相流的试验装置的结构示意图。
[0030][0031]附图标记：
[0032]1‑
开式水箱；2
‑
进口阀门；3
‑
进口管路；4
‑
进口压力传感器；5
‑
试验泵；6
‑
转矩转速传感器；7
‑
三相电机；8
‑
出口压力传感器；9
‑
流量计；10
‑
出口管路；11
‑
出口阀门；12
‑
搅拌电机；13
‑
搅拌器；14
‑
叶轮。
具体实施方式
[0033]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0034]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0035]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于旋流泵固液两相流的试验装置，其特征在于，包括开式水箱(1)、进口管路(3)、试验泵(5)和出口管路(10)；所述试验泵(5)为可视化试验泵；所述开式水箱(1)与进口管路(3)相连通，进口管路(3)上靠近试验泵(5)位置连接有进口压力传感器(4)，进口管路(3)的出口端设置有试验泵(5)，通过试验泵(5)能够把固液两相流泵入出口管路(10)；出口管路(10)上靠近试验泵(5)位置设置有出口压力传感器(8)和流量计(9)；所述开式水箱(1)内设置有搅拌器(13)，通过搅拌器(13)使得固液两相流均匀流动。2.根据权利要求1所述的适用于旋流泵固液两相流的试验装置，其特征在于，所述试验泵(5)处设置有高速相机，高速相机用于对试验泵(5)内部流动状况可视化拍摄。3.根据权利要求1所述的适用于旋流泵固液两相流的试验装置，其特征在于，在开式水箱(1)内加入示踪粒子，用于进行PIV可视化试验。4.根据权利要求1所述的适用于旋流泵固液两相流的试验装置，其特征在于，所述试验泵(5)的叶轮为开式叶轮，开式叶轮背面设有背叶片，背叶片为直叶片。5.根据权利要求1所述的适用于旋流泵固液两相流的试验装置，其特征在于，所述试验泵(5)中的蜗壳和叶轮材质为有机玻璃。6.根据权利要求1所述的适用于旋流泵固液两相流的试验装置，其特征在于，所述试验泵(5)通过三相电机(7)驱动，三相电机(7)输出端与试验泵(5)输入端连接处设置有转矩转速传感器(6)。7.根据权利要求1所述的适用于旋流泵固液两相流的试验装置，其特征在于，所述搅拌器(13)通过搅拌电机(12...

【专利技术属性】
技术研发人员：高雄发，郜聪，施卫东，张德胜，赵婷，赵阳，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：