论轴流泵轴流泵叶轮内部三维流场LDV测量学术

论文导读：
摘要：叶轮内部流动对轴流泵的水力性能、空化性能及其运转稳定性具有重要的影响。目前人们为了揭示其内部的流动机理和流动现象的真实情况,主要采取CFD技术浅析内部三维流场,而大部分数值模拟结果缺乏有效的实验验证,由此,有必要继续加强对轴流泵内流场的测试探讨,为高性能轴流泵的开发提供支持。本论文采取LDV测试系统对轴流泵叶轮内部三维流场进行测试。轴流泵叶轮叶片数为4,轮毂比为0.4,比转数约为900。叶轮前安装有长直管道以确保进口水流均匀稳定。以最高效率点流量Q为基准,五个测试工况点的流量分别为0.52Q、0.70Q、0.85Q、1.0Q和1.2Q。利用锁相技术,总共测量了叶轮内外共12条径向测线上的三维速度,径向布置36个测点,测线两端进行了局部加密,圆周方向布置360个测点。叶轮进口布置一条测线,出口布置两条测线,测量了5个工况点的三维速度；叶轮内部布置9条测线,测量了0.52Q、1.0Q和1.2Q这三个工况点的三维速度。叶轮进口及出口测量结果表明：各点流速有着显著的紊流脉动,沿径向和周向的速度变化均十分显著。叶轮进口(测线a)周向平均轴向流速的径向分布相对均匀,边壁效应不显著。大流量工况下,轮毂侧轴向速度较大。小流量工况下(工况一和工况二),轴向流速在叶尖部分出现负值,说明有回流,相应地出现了显著的圆周速度,出现了水流预旋。叶轮出口(测线b和c)周向平均流速的分布在不同工况有显著的不同,轴向流速径向分布出现显著的边壁效应,主流集中在中部,小流量工况下轴向主流偏向叶尖,轮毂处出现显著的回流；周向速度径向分布具有两边大中间小的走势,随着流量减小,叶尖处的圆周速度增大显著。叶轮进口相平均流速沿圆周分布出现典型的叶栅流的特点,轴向流速在叶片附近小,而在栅距中间大；周向速度以叶片背面到叶片正面由正转负。叶轮出口相平均流速沿圆周分布总体上仍体现出叶栅流动的特点,但速度脉动相当大,流量越小,速度脉动越乱。叶轮内部流动测试结果表明：以叶轮进口到出口的流动历程中,轴向流速主流由集中在叶槽中部偏向轮毂,逐渐偏到叶片背面附近。周向速度以进口到出口逐渐增大,叶轮内部进口附近轴断面上的周向速度在叶片背面出现负值；径向速度在轴断面上有着波动,断面中部的径向速度较大。小流量工况下进口叶尖一侧附近有着回流,叶轮内部的水流周向旋转显著,随着流量的增大,周向旋转逐渐减弱,到大流量工况时水流几乎不旋转。所测三个工况出口的轮毂附近有着回流,越靠近出口回流越大,流量越大回流越小。关键词：轴流泵论文叶轮论文内部流动论文LDV论文三维速度论文锁相论文
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Abstract6-8
目录8-10
符号说明10-11
第一章 绪论11-20

1.1 探讨目的和作用11

1.2 国内外探讨近况11-19

1.2.1 轴流泵内部流场数值模拟的探讨近况12-13

1.2.2 现代流动测试技术13-19

1.3 课题主要探讨内容与策略19-20

第二章 LDV测速原理及测试系统20-27

2.0 LDV测速原理20-21

2.1 三维LDV测试系统21-23

2.2 光路布置和参数设置23-25

2.1 光路布置23-24

2.2 参数设置24-25

2.3 试验装置25-27

第三章 叶轮进口及出口流场的三维LDV测量27-55

3.1 测线布置与锁相27-28

3.

1.1 测线布置27

3.

1.2 锁相27-28

3.2 测试结果及浅析28-54
3.

2.1 不同工况不同测线速度的比较浅析28-37

3.

2.2 不同工况同一测线速度分布的变化走势浅析37-42

3.

2.3 不同工况的锁相测试42-54

3.3 本章小结54-55
第四章 叶轮内部流场的三维LDV测量55-83

4.1 断面布置55

4.2 轴向速度云图55-61

4.

2.1 工况0.52Q叶轮内部的轴向速度云图55-57

4.2.2 工况

1.0Q叶轮内部的轴向速度云图57-59

4.2.3 工况

1.2Q叶轮内部的轴向速度云图59-61

4.3 横断面矢量图61-76
4.

3.1 工况0.52Q叶轮内部的横断面矢量图61-66

4.3.2 工况1.0Q叶轮内部的论文导读：1-764.4叶栅内矢量图76-824.4.1工况0.52Q不同半径叶栅内的矢量图76-784.4.2工况1.0Q不同半径叶栅内的矢量图78-804.4.3工况1.2Q不同半径叶栅内的矢量图80-824.5本章小结82-83第五章总结与展望83-85

5.1总结83-842展望84-85参考文献85-90致谢90-91上一页12

横断面矢量图66-71
4.3.3 工况

1.2Q叶轮内部的横断面矢量图71-76

4.4 叶栅内矢量图76-82

4.1 工况0.52Q不同半径叶栅内的矢量图76-78

4.4.2 工况

1.0Q不同半径叶栅内的矢量图78-80

4.4.3 工况

1.2Q不同半径叶栅内的矢量图80-82

4.5 本章小结82-83
第五章 总结与展望83-85

5.1 总结83-84

5.2 展望84-85

参考文献85-90
致谢90-91