[发明专利]用于轴流泵叶轮进口横截面PIV流场测试的进口管

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴流泵的进口管装置，主要用于轴流泵叶轮进口垂直轴截面上流场PIV测试。

背景技术

粒子图像测速技术（PIV）是近年发展起来的一种新型内部流动测试技术。由于PIV测量属于非接触式测量手段，不仅具有不干扰流场的特点，还具有较高的精确度和分辨率，更能够获得整场的流态分布。

轴流泵的特点是大流量、低扬程。在南水北调等大型水利工程和国防装备上被应用广泛。

目前PIV测试技术已经被用于轴流泵的内部流场研究。扬州大学硕士学位论文“轴流泵叶轮出口流场的3D-PIV测量”（2005年）、“轴流泵叶轮与导叶内部流场的3D-PIV测量”（2006年）和上海交通大学硕士学位论文“轴流泵内流场的数值模拟与PIV实验研究”（2008年）均对轴流泵内部流场进行了PIV测试，然而上述学者也只是针对轴流泵内部过轴线的不同平面进行了研究，并没有对垂直于轴线的横截面进行PIV测试。众所周知，目前轴流泵的设计主要基于进口来流无旋及圆柱层无关性假设，因此，对垂直于轴线的横截面上进行流场测试，有助于对假设进行验证，并补充和完善设计理论。轴流泵叶轮进口流场对轴流泵性能影响较大。由于轴流泵进口的来流方向与轴流泵的轴线一致，使得轴流泵进口垂直于其轴线的横截面上的PIV测试造成很大难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工程造价低、对流场破坏小的轴流泵进口管装置，以实现对轴流泵进口垂直于其轴线的横截面上的流场进行PIV测试。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于轴流泵叶轮进口横截面PIV流场测试的进口管，由外管和位于外管内部且与外管4同轴的的内衬组成、外管两端端面处各设有法兰盘，外管的外管壁上开有相机孔和调节孔，外管与内衬通过相机孔与调节孔的孔壁贯通连接为一体；其中调节孔由两个相同的小孔组成，两小孔沿外管的纵向轴截面对称分布；内衬为空心管体，内衬的一端留有剖口，另一端封闭，其中剖口端面安装有机玻璃，内衬内腔底面上设有相机导轨，相机能够在相机导轨上移动。

上述方案中，外管和内衬的中间为柱形管，两端为锥度管，外管和内衬两端的锥度保持一致。

上述方案中，相机孔和调节孔分别开在外管的锥度管管壁上。

上述方案中，相机孔为三角形孔。

上述方案中，内衬的剖口端面与有机玻璃之间设有橡胶垫，有机玻璃片与橡胶垫通过螺钉固定在内衬的剖口端面上。

上述方案中，相机导轨为顶部带凹槽的直板，其中凹槽的中心线与内衬的轴线平行，凹槽宽度等于相机的底座的宽度。

上述方案中，相机导轨通过点焊的方式固定在内衬的内腔面上。

本发明的有益结果是：改进了轴流泵进水结构，使轴流泵叶轮进口垂直轴线方向横截面上的PIV流场拍摄能够顺利完成，且结构的改变对轴流泵真实来流的破坏程度很小，能够很高程度的保证来流的真实性，提高了PIV的测量精度。

附图说明

下面结合附图和对本发明的技术方案进一步详细的说明。

图1是本发明的进口管装置俯视图。

图2是图1中分别沿调节孔和相机孔中心剖开的进口管装置剖面图。

图3是图1中I处的局部放大图。

图4是本进口管装置与泵段的装配示意图。

图5是当片光源开始投射时的PIV拍摄位置示意图。

其中，1.转轮室，2.叶轮，3.螺栓，4.外管，5.内衬，6.橡胶垫，7.有机玻璃片，8.螺钉，9.相机导轨，10.相机孔，11.调节孔,12.相机，13、法兰盘，14.待测区域。

具体实施方式