用于深井离心泵内部流场测量的piv实验台的制作方法
【专利摘要】本实用新型是一种用于深井离心泵内部流场测量的PIV实验台，通过该试验台可以实现PIV对单级或多级深井离心泵的首级叶轮和末级导流壳内部流场的测量。通过左右两端安置的水润滑轴承支撑起整个泵轴，泵的进口段和出口段分别放置一个具有中心孔的镜面来对叶轮和导流壳的内部流场图像进行折射，从而为PIV拍摄必须的CCD相机和激光器提供足够的安放空间，成功克服了深井离心泵叶轮直径较小，泵轴较长，无法在轴向对内部流场进行直接测量的问题。
【专利说明】用于深井离心泵内部流场测量的PIV实验台
所属【技术领域】
[0001]本发明是一种用于深井离心泵内部流场测量的Piv实验台，可以对常见的径流式单级或多级深井离心泵进行PIV流场测量。
【背景技术】
[0002]PIV的英文全称为Particle Image Velocimetry,又称粒子图像测速法,是一种瞬态、多点、无接触式的流体力学测速方法，广泛用于流场测试测量。
[0003]深井离心泵由于在井下工作，受到井径的限制，其直径较小。同时大多采用流道式导流壳，结构紧凑精巧。如何对深井离心泵内部流场进行PIV流场测量，对于分析流场结构，改善泵性能具有重要的基础理论意义。
[0004]目前对于蜗壳式离心泵，或其他叶轮直径较大的泵，国内外都有大量的关于PIV流场测量装置的文献报道，然而对于深井离心泵的内部流场测量方法，国内外尚未检索到相关文献。
【发明内容】
[0005]为了克服深井离心泵叶轮直径较小，泵轴较长，无法在轴向对流场直接进行测量的问题，本发明设计了一种通过镜面反射来实现PIV流场测量的实验台。在泵轴两端布置两个水润滑轴承，解决了长轴的安放和固定问题。
[0006]本发明的技术方案是:
[0007]1.实验台由左右两个水润滑轴承支撑起整个泵轴，通过具有中心孔的镜面来对叶轮和导流壳的内部流场进行折射。
[0008]2.实验台上的整个泵轴从左至右成阶梯下降状，左侧的水润滑轴承直径较大，右侧的水润滑轴承直径较小，阶梯状泵轴可满足强度要求，且可以实现精确定位的作用；实验台的泵轴左端安装机械密封，并设计了通流孔来对高速旋转下机械密封产生的热量降温。
[0009]3.用于折射的镜面在安放时与泵轴呈45度夹角，镜面中心孔呈椭圆状，椭圆的尺寸根据所安放的管路的外壁直径来计算确定。
[0010]本发明实现了多级深井离心泵PIV内部流场测量，对于研究泵体内部流场结构，提高深井泵的设计方法和性能具有重要意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0012]图1是本发明在深井离心泵上的一个实施例简图(以单级泵为例)；
[0013]图2是本发明实施例中镜面的俯视图；
[0014]图中:1.进口座2.泵轴3.右水润滑轴承4.右镜面5.叶轮6.导流壳7.左镜面8.PIV专用激光发射器9.PIV专用CXD相机10.出口弯管11.通流孔12.压盖13.机械密封14.左水润滑轴承【具体实施方式】
[0015]图1所示实施例是对一台由叶轮5和导流壳6组成的深井离心泵的PIV测量实验台，可以实现对单级或多级的深井离心泵进行流场测量，整个泵轴2的左右两端安放了左水润滑轴承14和右水润滑轴承3来支撑起叶轮5和导流壳6，泵轴2左端通过压盖12和机械密封13来实现密封，并通过通流孔11来对机械密封13进行降温。在叶轮进口前侧布置右镜面4，在导流壳6后侧布置左镜面7，镜面与泵轴2的夹角为45度，通过PIV专用激光发射器8发出激光对叶轮或导叶的内部进行照射，经过镜面的反射，通过PIV专业CCD相机对流场图像进行拍摄。
[0016]图2是左镜面7和右镜面4的俯视图，镜面中的椭圆状孔的尺寸根据叶轮5前侧的进口段和导流壳7后侧的出口段的直径来计算决定。
【权利要求】
1.一种用于深井离心泵内部流场测量的PIV实验台，可以对深井离心泵的轴向流场进行拍摄测量，其特征是:该PIV实验台由左右两个水润滑轴承支撑起整个泵轴，通过具有中心孔的镜面来对叶轮和导流壳的内部流场进行折射。
2.如权利要求1所述的用于深井离心泵内部流场测量的Piv实验台，其特征是:整个泵轴从左至右成阶梯下降状，左侧的水润滑轴承直径较大，右侧的水润滑轴承直径较小，阶梯状泵轴可满足强度要求，且可以实现精确定位的作用；实验台的泵轴左端安装机械密封，并设计了通流孔来对高速旋转下机械密封产生的热量降温。
3.如权利要求1所述的用于深井离心泵内部流场测量的PIV实验台，其特征是:用于折射的镜面在安放时与泵轴呈45度夹角，镜面中心孔呈椭圆状，椭圆的尺寸根据所安放的管路的外壁直径来计算确定。
【文档编号】F04D15/00GK203394795SQ201320300002
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年5月23日 优先权日:2013年5月23日
【发明者】周岭, 陆伟刚, 施卫东, 徐磊, 郎涛 申请人:江苏大学