离心泵内部流场PIV实验研究

本文是国家自然科学基金委资助项目“水泵转轮内流场激光测量研究” （No.59949010）的一部分。经过近十年的发展，PIV技术已获得了人们的 普遍认可，它的应用范围越来越广泛，并已成为一种研究流场的基本测试手 段。 本文首次建立了一套2.2kW的清水透明离心泵试验装置。转轮采用速 度系数法设计，转轮外径180mm，共有5张单圆弧圆柱形叶片，其出口安 放角、进口安放角分别为32.3°、39.5°。蜗壳采用等速度矩法设计，其内断 面为矩形。本试验装置设计新颖，结构独特。既能进行水泵性能试验，又满 足PIV的测试要求。 本文在转速为1200r/min工况下，进行了水泵的外特性试验，获得了水 泵的性能曲线。 本文首次采用PIV测试技术，对离心泵在1.5、1.0、0.4倍最优工况下 分别进行叶轮内部流场实验研究。测试窗口取在三个不同的叶槽中，每个叶 槽沿轴向测试三个断面。测得转轮内部的绝对速度矢量后，按速度三角形原 理进行分解，得到了绝对速度切向分量、相对速度及相对速度切向分量在转 轮内的分布，分析了转轮内部流场的分布规律，并与前人的测试和计算结果 进行了比较。