軸流泵葉輪內(nèi)部三維流場(chǎng)的LDV測(cè)量.pdf

1、葉輪內(nèi)部流動(dòng)對(duì)軸流泵的水力性能、空化性能及其運(yùn)行穩(wěn)定性具有重要的影響。目前人們?yōu)榱私沂酒鋬?nèi)部的流動(dòng)機(jī)理和流動(dòng)現(xiàn)象的真實(shí)狀況，主要采用CFD技術(shù)分析內(nèi)部三維流場(chǎng)，而大部分?jǐn)?shù)值模擬結(jié)果缺乏有效的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，因此，有必要繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)軸流泵內(nèi)流場(chǎng)的測(cè)試研究，為高性能軸流泵的開發(fā)提供支持。
　　 本文采用LDV測(cè)試系統(tǒng)對(duì)軸流泵葉輪內(nèi)部三維流場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試。軸流泵葉輪葉片數(shù)為4，輪轂比為0.4，比轉(zhuǎn)數(shù)約為900。葉輪前安裝有長(zhǎng)直管道以確保進(jìn)口水流均

2、勻穩(wěn)定。以最高效率點(diǎn)流量Q為基準(zhǔn)，五個(gè)測(cè)試工況點(diǎn)的流量分別為0.52Q、0.70Q、0.85Q、1.0Q和1.2Q。利用鎖相技術(shù)，總共測(cè)量了葉輪內(nèi)外共12條徑向測(cè)線上的三維速度，徑向布置36個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)線兩端進(jìn)行了局部加密，圓周方向布置360個(gè)測(cè)點(diǎn)。葉輪進(jìn)口布置一條測(cè)線，出口布置兩條測(cè)線，測(cè)量了5個(gè)工況點(diǎn)的三維速度;葉輪內(nèi)部布置9條測(cè)線，測(cè)量了0.52Q、1.0Q和1.2Q這三個(gè)工況點(diǎn)的三維速度。
　　 葉輪進(jìn)口及出口測(cè)量結(jié)果表明

3、:各點(diǎn)流速存在明顯的紊流脈動(dòng)，沿徑向和周向的速度變化均十分明顯。葉輪進(jìn)口（測(cè)線a）周向平均軸向流速的徑向分布相對(duì)均勻，邊壁效應(yīng)不明顯。大流量工況下，輪轂側(cè)軸向速度較大。小流量工況下（工況一和工況二），軸向流速在葉尖部分出現(xiàn)負(fù)值，說(shuō)明有回流，相應(yīng)地出現(xiàn)了明顯的圓周速度，出現(xiàn)了水流預(yù)旋。葉輪出口（測(cè)線b和c）周向平均流速的分布在不同工況有明顯的不同，軸向流速?gòu)较蚍植汲霈F(xiàn)明顯的邊壁效應(yīng)，主流集中在中部，小流量工況下軸向主流偏向葉尖，輪轂處出現(xiàn)

4、明顯的回流;周向速度徑向分布具有兩邊大中間小的趨勢(shì)，隨著流量減小，葉尖處的圓周速度增大明顯。葉輪進(jìn)口相平均流速沿圓周分布出現(xiàn)典型的葉柵流的特征，軸向流速在葉片附近小，而在柵距中間大;周向速度從葉片背面到葉片正面由正轉(zhuǎn)負(fù)。葉輪出口相平均流速沿圓周分布總體上仍體現(xiàn)出葉柵流動(dòng)的特征，但速度脈動(dòng)相當(dāng)大，流量越小，速度脈動(dòng)越亂。
　　 葉輪內(nèi)部流動(dòng)測(cè)試結(jié)果表明:從葉輪進(jìn)口到出口的流動(dòng)過(guò)程中，軸向流速主流由集中在葉槽中部偏向輪轂，逐漸偏到葉