离心泵内部流动测试研究进展3.doc

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1、离心泵内部流动测试研究进展3袁建平袁寿其何志霞黄良勇刘厚林【摘要】离心泵内部流动是复杂的非定常流动，其内部流场结构和能量损失机理仍不清楚。本文分析了离心泵内部儿种流动现彖，如动静部件干涉、回流、尾流和旋转失速等，介绍了离心泵内部流动测量的各种方法，并简要评述半个多世纪以来离心泵内部流动测试的研究进展。关键词：离心泵内部流动测量进展中图分类号:TH311文献标识码:AResearchAdvanceinFlowofCentrifuga1PumpsYuanJianpingYuanShouqiHeZhixiaHuangLiangyongLiuHoulin(JiangsuUnivcr

2、sity)AbstractTheflowinacentrifugalpumpisacomplexandunsteadyflow.Itsflowstructureandmech2anismofenergyIossarenotyetclear.Inthispaper,weanalyzedseveralflowphenomenaincen2trifugalpumps,i.c.rotor2statorinteraction,back2flow,wakc2flowandrotatingstalling,andin2Iroducedsomeflowmeasuringmethodsfor

3、centrifugalpumps.Wealsomadeasurveyofthemea2suringresearchoninsideflowofcentrifugalpumpsinthepast50years.Intheendofthispaper,wepointedoutthepresentproblemsintheflowmeasuringofcentrifugalpumps,researchtrendinthefutureandmajorsubjectsoftheauthors.KeywordsCentrifugalpumps,Innerflow,Measure,Adv

4、ance收稿日期:200308263国家自然科学基金资助项1=1(项1=1编号：50279011)和江苏省应用基础基金资助项目(项目编号:BJ2000006)袁建平江苏大学流体机械工程技术研究中心助理研究员,212013镇江市袁寿其江苏大学流体机械工程技术研究中心教授博士生导师何志霞江苏大学能源与动力工程学院博士生黄良勇江苏大学流体机械工程技术研究中心博士生刘厚林江苏大学流体机械工程技术研究中心副研究员引言离心泵作为重要的能量转换和流体输送的能量提供装置，广泛应用于国民经济的各部门以及航空航天等尖端技术领域。因此，提高泵的效率，扩大其运行范围，提高运行安全和可靠性，降低振动

5、和噪声，不仅具有巨大的经济效益，而且对提高我国泵工业发展水平具有重耍意义。这就需耍对离心泵内部的流场结构和能量损失的发生机理进行深入研究。认识离心泵内部流场的各种方法中试验测试是最基本和最可信的研究方法°近十几年以来发展的现代流动显示技术，一般均兼有定性显示和定量测量的能力，有的已实现了对非定常复杂流动的空间结构的瞬态显示与测量［1］。这些测试技术应用在离心泵内部流场测试上，有助于认识离心泵内部流动的流场结构和能量损失机理,提高离心泵设计水平。1离心泵内部流动测试方法离心泵内部流动测量技术主要有非光学测量技术和流动显示技术。非光学测量技术主要包括探针和热线热膜技术，如多孔探

6、针、旋转探针、热线热膜风速仪(HWFA)和涡量探针等，这种测量技术的缺点是探针等介入会扰动真实流场，且需复杂的遥测技术将采集信号从转子传递到静止参考系。流动显示技术可分为传统的流场显示技术和现代流场显示技术，而传统的流动显示技术又可分为壁面显迹法、丝线法、示踪法和光学法4类,具体有氢气泡法、彩色氮气泡法、油流法、丝线法、阴影法、纹影法、干涉法等。由于离心泵特殊的几何结构及复杂的内部流动，冃前对内部流动的实验测量技术提出了更苛刻的要求。随着近代各种技术日益成熟和完善，流动显示技术得到了新的发展，产生了高响应、非接触的现代流动显示技术，包括激光多普勒测速(LDV)技术、相位多普

7、勒(PDPA)技术、粒子图像测速(PIV)技术、激光诱发荧光(LIF)技术、激光分子测速(LMV)技术和压敏涂层测压(PSP)技术等［1］。2离心泵内部流动现象与其他叶轮机械内的流动一样，离心泵内部的流动也属于非定常流动范畴。由于离心泵非定常流动的特点，离心泵内部会产生以下复杂非定常流动现象。211动静部件干涉由于叶轮的旋转，叶轮出口边界条件与蜗壳或导叶进口的边界条件发生周期性变化,导致叶轮和蜗壳或导叶之间存在周期性的非定常势流干涉，叶轮通过静止部件的势流场，引起流场的压力脉动；另外，叶轮出口的尾流影响静止部件内的