本实用新型属于环境保护设备技术领域，具体来说，涉及一种用于双曲面搅拌机的能效测定装置。
背景技术：
双曲面搅拌机适用于市政工程等行业混合液的混合搅拌，其定额是电机24小时连续运行工作制，能耗较大。能效是双曲面搅拌机的核心指标，通常用比功率考核能效。即实现流体不沉淀时，每立方米水体所消耗的功率，单位为瓦每立方米(W/m3)，双曲面搅拌机的比功率测定到目前为止还没有行之有效的测量方法。
技术实现要素：
本实用新型提供一种用于双曲面搅拌机的能效测定装置，可以实现对双曲面搅拌机的能效测定，测试装置简单、可靠。
为解决上述技术问题，本实用新型实施例采用以下技术方案：
一种用于双曲面搅拌机的能效测定装置，所述测定装置包括变频电机、减速机、机架、传动轴、稳定杆、导流筒、测速仪、测试水池、连接杆、扭矩传感器和紊流板；变频电机、减速机、机架和扭矩传感器位于测试水池的上方，变频电机的动力输出轴与减速机的输入轴连接，减速机的动力输出轴与传动轴通过机架过渡连接，减速机的动力输出轴与传动轴之间装配扭矩传感器；机架固定连接在测试水池上，传动轴位于测试水池中；导流筒通过稳定杆固定在所述测试水池的中心；传动轴位于导流筒内腔中，且传动轴与导流筒同轴，传动轴两端穿出导流筒；测速仪固定连接在连接杆上，连接杆连接在测试水池和导流筒之间，且测速仪位于测试水池的同一断面上；紊流板固定连接在测试水池的壁面上。
作为优选例，所述的用于双曲面搅拌机的能效测定装置，还包括叶轮模型，所述叶轮模型连接在传动轴的下端。
作为优选例，所述测速仪的安装高度为测试水池中水深1/3～2/3之间。
作为优选例，所述连接杆为四根，四根连接杆中相邻两根连接杆的夹角为90度，每根连接杆上分布n个测速仪；n为整数。
作为优选例，所述紊流板为四个，四个紊流板沿测试水池周向均匀分布。
作为优选例，所述测试水池为圆形，测试水池的直径为叶轮模型直径的8～12倍，测试水池中水深为叶轮模型直径的8～12倍。
作为优选例，所述叶轮模型顶部到导流筒底部的距离h1为300mm～600mm，叶轮模型底部到测试水池池底的距离h2为1.2倍叶轮模型直径，导流筒顶部到测试水池中水面距离h3为800mm～1200mm。
与现有技术相比，本实用新型实施例可实现对双曲面搅拌机的能效测定，测试装置简单、可靠。本实用新型实施例由于采用了缩小的模型叶轮和动力装置，使得测试水池大大缩小，成本有效降低，不一定需要用混凝土水池，可用钢板卷制成形，方便、成本低。该装置没有太多的测试零部件，结构简单；按照水的流动特性和每一截面的平均流速相等进行流速测定的取点，测试方法可靠。
附图说明
图1是双曲面搅拌机结构示意图；
图2是本实用新型实施例的能效测定装置的结构示意图；
图3是本实用新型实施例的能效测定装置俯视图。
图中有：变频电机1、减速机2、机架3、传动轴4、稳定杆5、导流筒6、测速仪7、测试水池8、叶轮模型9、连接杆10、扭矩传感器11、紊流板12。
具体实施方式
以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。应当理解的是，在全部附图中，对应的附图标记表示相同或对应的部件和特征。
如图1所示为双曲面搅拌机结构示意图。双曲面搅拌机主要包括电机、减速机、机架、传动轴和叶轮。电机的动力输出轴与减速机的输入轴连接，减速机的动力输出轴与传动轴通过机架过渡连接,叶轮装配在传动轴的下端。
如图2所示，本实用新型实施例一种用于双曲面搅拌机的能效测定装置，包括变频电机1、减速机2、机架3、传动轴4、稳定杆5、导流筒6、测速仪7、测试水池8、连接杆10、扭矩传感器11和紊流板12。变频电机1、减速机2、机架3和扭矩传感器11位于测试水池8的上方，变频电机1的动力输出轴与减速机2的输入轴连接，减速机2的动力输出轴与传动轴4通过机架3过渡连接，减速机2的动力输出轴与传动轴4之间装配扭矩传感器11。机架3固定连接在测试水池8上，传动轴4位于测试水池8中；导流筒6通过稳定杆5固定在所述测试水池8的中心；传动轴4位于导流筒6内腔中，且传动轴4与导流筒6同轴，传动轴4两端穿出导流筒6；测速仪7固定连接在连接杆10上，连接杆10连接在测试水池8和导流筒6之间，且测速仪7位于测试水池8的同一断面上。紊流板12固定连接在测试水池8的壁面上。
使用上述结构的能效测定装置时，在传动轴4的下端安装叶轮模型9。通过测定叶轮模型9的能效，转为实际双曲面搅拌机的能效。
上述实施例中，作为优选，稳定杆5分布在导流筒的上部和下部。可以设置八根稳定杆。其中，四根稳定杆分布在上部，其余四根稳定杆分布在下部。上部和下部的稳定杆5均匀分布。作为优选例，紊流板12沿测试水池8周向均匀设置。紊流板12可设置为四个，四个紊流板12沿测试水池8周向均匀分布。紊流板12的作用是将切向流转变成径向流和轴向流，使池内水流上下充分混合搅拌。
工作时，在测试水池8中盛有水。水漫过叶轮模型9、测速仪7和导流筒6。启动变频电机1，通过减速机2调速，变频电机1带动传动轴4转动。由于叶轮模型9安装在传动轴4的下端，所以叶轮模型9跟随传动轴4转动。叶轮模型9的转动将带动测试水池8中的水流动。理想状态下，在导流筒6外侧的水由下向上流动，在导流筒6内侧的水由上向下流动。当然实际中，紧靠导流筒6外侧的水不可能全部由下向上流动。在此只考虑水流的主要流动方向，忽略紧靠导流筒6外侧的水流动。双曲面搅拌机的搅拌效果是：从下向上，轮毂的直径逐渐减小，当转速一定时，切向力逐渐减小，其合力也逐渐减小，在紊流板12的作用下，混合液形成了外圈由下向上，内圈由上向下的流动状态。导流筒6作用是保证水的流动如上所述，向上流动(导流筒外侧)的流量与向下流动的流量(导流筒内)近似相等。测速仪7测量通过测速仪7的水流轴向速度。
测试装置可采用圆形测试水池8，测试水池8的直径为叶轮模型9直径的8～12倍，测试水池8水深为叶轮模型9直径的8～12倍，测试介质为清洁冷水。导流筒6为薄壁圆筒形，其内径为叶轮模型9直径的1.1倍，便于叶轮模型9的上下移动。导流筒6用稳定杆5固定在所述测试水池8的中心。变频电机1可根据需要进行不同转速的调节。
双曲面搅拌机运行时，在导流筒6的外侧流体主流方向为从下向上；在导流筒6内部流体流动的方向为从上向下，如此循环不断。在导流筒6与测试水池8壁面之间，任意断面的平均流速近似相等。
由于受到条件的限制，实际叶轮及装置的尺寸过大，转速过高，很难进行真机试验。所述叶轮模型按相似理论把实型的参数换算为模型参数，用小的模型试验比实际要经济和实用。
作为优选例，所述测速仪7的安装高度为测试水池8中水深1/3～2/3之间。测速仪安装在导流筒6的外侧，去除导流筒6两端水流不稳定的状态，在水深1/3～2/3之间安装测速仪7，能够较为准确的测量水流速度。
作为优选例，所述连接杆10为四根，四根连接杆10中相邻两根连接杆10的夹角为90度，每根连接杆10上分布n个测速仪7。n为整数。优选的，n为3、4或5。当测试水池8为圆形时，理论上来说，测试水池8四周水的流动是相同的，选定4个方向安装测速仪7，是便于布置和简化。
作为优选例，所述测试水池8为圆形，测试水池8的直径为叶轮模型9直径的8～12倍，测试水池8中水深为叶轮模型9直径的8～12倍。限定测试水池8的直径为叶轮模型9直径的8～12倍，减少直径过大的测试水池8带来的高成本。测试水池8中盛有的水的深度为叶轮模型9直径的8～12倍。一定的水深，确保产生一定的搅拌效果。
作为优选例，所述叶轮模型9顶部到导流筒6底部的距离h1为300mm～600mm，叶轮模型9底部到测试水池8池底的距离h2为1.2倍叶轮模型9直径，导流筒6顶部到测试水池8中水面距离h3为800mm～1200mm。选择这些参数可以保证叶轮模型9底部距池底有一定的距离，也保证叶轮模型9顶部距导流筒6底部一定的距离水的流动，也便于上部的水进入到导流筒6内。
利用上述实施例的装置进行双曲面搅拌机的能效测定，具体方法包括：
步骤10)启动变频电机1，带动传动轴4和叶轮模型9转动，叶轮模型9搅动测试水池8中的水；利用测速仪7测量水的轴向流动速度；
步骤20)在同一时刻，采集每个测速仪7的测量数值，计算测速仪7所处断面的水流轴向平均速度；
步骤30)在m个不同时刻，采用步骤20)的方法计算m次断面的水流平均速度，然后计算m+1次总的水流轴向平均速度；
步骤40)当断面的总的水流平均速度不等于混合液不沉淀的流速时，调整变频电机1转速，然后返回步骤20)，重新计算断面的总的水流轴向平均速度，直至等于预定的混合液不沉淀的流速；
步骤50)当达到预定的混合液不沉淀的流速时，测量出扭矩传感器的扭矩，并计算搅拌机的轴功率；
步骤60)测算叶轮模型9的比功率；
步骤70)将所述叶轮模型9的比功率按泵的相似理论换算为实际叶轮和实际转速下的比功率。
上述实施例中，所述步骤20)中，将每个测试仪7的速度平均值作为断面的轴向平均速度。
所述步骤50)中，按照式(1)计算搅拌机的轴功率P；
P＝2πnT/60 式(1)
式中：n为叶轮模型9的最终转速，T为扭矩传感器11的扭矩。
所述步骤60具体包括：将所述搅拌机的轴功率与测试水池8的容积之比作为叶轮模型9的比功率。
本实用新型中所述具体实施案例仅为本实用新型的优选实施案例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本实用新型的技术范畴。