机玻璃件12内壁与后置出口管段I内壁按加工流线构成光滑流道端壁；所述透明有机玻璃件12通过第二螺栓13固定于后置出口管段I上；所述测量孔可以为圆孔或方孔或不规则孔。
[0032]在本实施例中，所述测量孔为圆孔；所述圆孔有三个，即第一圆孔16、第二圆孔17和第三圆孔18 ;所述第一圆孔16、第二圆孔17和第三圆孔18处于导叶5之间且正对导叶流道用于观察、测量叶轮出口垂直轴环面的流场，圆孔轴线方向和栗轴7方向平行；所述第一圆孔16和第二圆孔17正对相邻导叶流道，所述第三圆孔18和第一圆孔16或第二圆孔17之间相隔至少一个导叶流道。
[0033]所述PIV测量系统包括CXD相机11、激光片光源14和计算机15，所述CXD相机11、激光片光源14分别与计算机15相连；所述激光片光源14用于发射激光面曝光叶轮出口流场中的示踪粒子；所述CCD相机11用于拍摄叶轮出口流场的流动状态。
[0034]该装置的测量方法为，包含如下步骤:
[0035]S1:将激光片光源14置于中间连接管段3正上方，CXD相机11垂直于激光片光源14且正对中间连接管段3中的叶轮出口轴截面流场区域；
[0036]S2:当激光片光源14发射平行于栗轴的激光面曝光叶轮出口轴截面流场中的示踪粒子时，CCD相机11以垂直激光片光源14的方向对准中间连接管段3内的待测区域拍摄，获得不同时刻叶轮出口轴截面流场的图像信息；
[0037]S3:将CXD相机11分别放置于正对第一圆孔16、第二圆孔17和第三圆孔18 ;(XD相机11镜头的轴线和第一圆孔16、第二圆孔17和第三圆孔18的轴线分别重合；激光片光源14置于中间连接管段3的正上方，发射垂直于栗轴7的激光面曝光叶轮出口垂直轴环面流场中的示踪粒子，将CCD相机11对准中间连接管段3内的待测区域拍摄，获得不同时刻叶轮出口垂直轴环面流场的图像信息；
[0038]S4:将步骤S2中所述叶轮出口轴截面流场的图像信息和S3中所述叶轮出口垂直轴环面流场的图像信息通过Insight 3G和Tecplot软件根据互相关算法可以得到每个粒子在叶轮出口处的速度大小以及方向，得到叶轮出口整个流场的速度云图。
[0039]所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种混流栗叶轮出口流场的Piv测量装置，其特征在于，包括叶轮￠)、导叶(5)、栗轴(7)、前置进口管段(4)、中间连接管段(3)、后置出口管段⑴以及PIV测量系统；所述叶轮(6)和导叶(5)通过栗轴(7)连接在一起，叶轮(6)通过平键固定在栗轴(7)上；所述叶轮(6)端壁安装有前置进口管段(4);所述导叶(5)端壁安装有后置出口管段(I);所述前置进口管段(4)和后置出口管段(I)之间安装有中间连接管段(3)，三者连接构成混流栗外栗体，外栗体内壁平滑过渡并成为光滑整体；所述中间连接管段(3)整体由透明有机玻璃制成；所述后置出口管段(I)管壁上开设有至少三个测量孔，所述测量孔处于导叶(5)之间且正对导叶流道，用于观察、测量叶轮出口垂直轴环面的流场；所述PIV测量系统包括CCD相机(11)、激光片光源(14)和计算机(15)，所述CCD相机(11)、激光片光源(14)分别与计算机(15)相连；所述激光片光源(14)用于发射激光面曝光叶轮出口流场中的示踪粒子；所述CCD相机(11)用于拍摄叶轮出口流场的流动状态。2.根据权利要求1所述的一种混流栗叶轮出口流场的PIV测量装置，其特征在于，所述前置进口管段(4)和后置出口管段(I)分别与中间连接管段(3)相连接的一端均设有法兰盘(9)，两个所述法兰盘(9)通过第一螺栓(2)将前置进口管段(4)、中间连接管段(3)和后置出口管段⑴依次连接。3.根据权利要求2所述的一种混流栗叶轮出口流场的PIV测量装置，其特征在于，所述法兰盘(9)内侧加工有环形凹槽，所述中间连接管段(3)两端加工有与环形凹槽配合的凸台；所述环形凹槽内设置有O形圈(10)。4.根据权利要求1所述的一种混流栗叶轮出口流场的PIV测量装置，其特征在于，所述中间连接管段(3)沿垂直轴线方向的内侧截面为圆形，沿垂直轴线方向的外侧截面为正方形。5.根据权利要求1所述的一种混流栗叶轮出口流场的PIV测量装置，其特征在于，所述测量孔内设有透明有机玻璃件(12)，所述透明有机玻璃件(12)内壁与后置出口管段(I)内壁形成光滑流道端壁；所述透明有机玻璃件(12)通过第二螺栓(13)固定于后置出口管段⑴上。6.根据权利要求5所述的一种混流栗叶轮出口流场的PIV测量装置，其特征在于，所述测量孔可以为圆孔或方孔或不规则孔。7.根据权利要求6所述的一种混流栗叶轮出口流场的PIV测量装置，其特征在于，所述测量孔为圆孔；所述圆孔有三个，即第一圆孔(16)、第二圆孔(17)和第三圆孔(18);所述第一圆孔(16)、第二圆孔(17)和第三圆孔(18)处于导叶(5)之间且正对导叶流道用于观察、测量叶轮出口垂直轴环面的流场，圆孔轴线方向和栗轴(7)方向平行；所述第一圆孔(16)和第二圆孔(17)正对相邻导叶流道，所述第三圆孔(18)和第一圆孔(16)或第二圆孔(17)之间相隔至少一个导叶流道。8.一种混流栗叶轮出口流场的PIV测量方法，其特征在于，包括如下步骤: 51:将激光片光源(14)置于中间连接管段(3)正上方，CCD相机(11)垂直于激光片光源(14)且正对中间连接管段(3)中的叶轮出口轴截面流场区域； 52:当激光片光源(14)发射平行于栗轴(7)的激光面曝光叶轮出口轴截面流场中的示踪粒子时，CCD相机(11)以垂直激光片光源(14)的方向对准中间连接管段(3)内的待测区域拍摄，获得不同时刻叶轮出口轴截面流场的图像信息； 53:将CCD相机(11)放置于正对所述测量孔位置处，CCD相机(11)镜头的轴线和测量孔的轴线重合；激光片光源(14)置于中间连接管段(3)的正上方，发射垂直于栗轴(7)的激光面曝光叶轮出口垂直轴环面流场中的示踪粒子，将CCD相机(11)对准中间连接管段(3)内的待测区域拍摄，获得不同时刻叶轮出口垂直轴环面流场的图像信息； 54:将步骤S2中所述叶轮出口轴截面流场的图像信息和S3中所述叶轮出口垂直轴环面流场的图像信息通过后处理最终得到叶轮出口整个流场的速度云图。9.根据权利要求8所述的一种混流栗叶轮出口流场的PIV测量方法，其特征在于，步骤S3中所述测量孔有3个，即为第一圆孔(16)、第二圆孔(17)和第三圆孔(18);该步骤中还包括将CCD相机(11)分别放置于正对第一圆孔(16)、第二圆孔(17)和第三圆孔(18)处获得不同时刻叶轮出口垂直轴环面流场的图像信息的步骤。10.根据权利要求8所述的一种混流栗叶轮出口流场的PIV测量方法，其特征在于，步骤S4中所述后处理步骤为:将步骤S2中所述叶轮出口轴截面流场的图像信息和S3中所述叶轮出口垂直轴环面流场的图像信息通过Insight 3G和Tecplot软件根据互相关算法可以得到每个粒子在叶轮出口处的速度大小以及方向，得到整个流场的速度云图。
【专利摘要】本发明提供了一种混流泵叶轮出口流场的PIV测量装置及方法，包括叶轮、导叶、泵轴、前置进口管段、中间连接管段、后置出口管段以及PIV测量系统；叶轮端壁安装前置进口管段；导叶端壁安装后置出口管段；前置进口管段和后置出口管段之间安装中间连接管段，三者连接构成内壁平滑的混流泵外泵体；中间连接管段整体由透明有机玻璃制成；后置出口管段管壁上开设至少三个测量孔，测量孔处于导叶之间且正对导叶流道；PIV测量系统包括计算机和与其连接的CCD相机、激光片光源，CCD相机用于拍摄叶轮出口流场的流动状态。本发明能够实现对混流泵叶轮出口轴截面和垂直轴环面流场的PIV测量，进而全面反应叶轮出口处流场的流动规律。
【IPC分类】F04D15/00
【公开号】CN105090061
【申请号】CN201510575312
【发明人】李伟, 季磊磊, 施卫东, 李维强, 蒋小平, 周岭, 杨勇飞
【申请人】江苏大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年9月10日