[实用新型]一种熔盐模型泵外特性和内部流动测量试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种泵试验装置，具体为一种熔盐模型泵的外特性和内部流动测量试验装置，该装置主要用于测量熔盐模型泵的外特性和内部速度场，以及对泵内高速流动进行拍摄研究。

背景技术

熔盐泵是离心泵的一种，应用于输送高温熔盐（硝酸盐），适用于三聚氰胺项目、氧化铝项目、片碱项目等精细化工行业，以及太阳能光热发电项目中的储能介质输送。

熔盐泵的外特性（主要包括：扬程、流量、轴功率和效率等）是泵选型的主要依据，直接影响生产过程中的工况参数；熔盐泵的内部流动（主要包括：吸水室、叶轮流道和压水室内的流动）直接影响熔盐泵的外特性，通过改善泵的内部流动状态可以有效提高泵的外特性。

离心泵外特性测量技术是一门较为成熟的技术。流量可采用标准孔板、标准喷嘴、标准文丘里喷嘴、水堰、容器、涡轮流量计等进行测量。采用测压仪表测量泵进出口压力，根据泵进出口压力、进出口高度差和进出口的流速，计算得到泵的扬程。测压仪表可选择液柱压力计、弹簧压力计、重力压力计或满足精度要求的其它型式压力计。转速的测量可用直接显示的数字仪表测出测量时间内的转数，对于交流电动机驱动的泵，可由平均频率观测值和转差率确定。扭矩可采用天平式测功计和扭矩式测功计进行测量，测量扭矩的同时测定转速，采用扭转力矩法可计算出轴功率。根据泵效率的定义，由上述测量值可计算出泵的效率。提高各参量的测量精度是外特性测量成功的关键，增强测量数据的后处理能力，自动生成H-Q、N-Q、h-Q性能曲线图可大大减少对实验数据的处理工作量。

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，如多孔探针、旋转探针、热线热膜风速仪和涡量探针等，其缺点是探针和热线/热膜的介入均会扰动真实流场，且需配置复杂的遥测技术，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动显示技术和现代的流动显示技术。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、彩色氦气泡法、油流法、丝线法、阴影法、纹影法、干涉法等。现代非接触流动显示技术包括激光多普勒测速（LDV）技术、相位多普勒（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。PIV技术与其它技术相比具有以下优点：（1）它为非接触激光测量技术，不会对流场产生干扰；（2）不仅可以得到速度的平均值，而且可以得到速度的瞬态信息；（3）可以实现同一时刻的全流场测量；（4）测量精度高。近年来还发展了一种内窥高速成像技术，将内窥镜伸入泵内，可以对泵内部的高速流动进行连续拍摄（最高分辨率达150000帧/秒），获得泵内流动的瞬时信息。近年来，国内外科研人员开发了一些泵性能试验装置，对泵的外特性和内部流动进行了大量研究，但是，现有的试验装置存在以下不足之处：（1）功能单一，如：仅可对外特性进行测量，或仅可采用一种测量流动测量技术进行内部流动测量；（2）试验用模型泵的设计不够合理，内部流动的可测量范围小，无法对泵内全流场进行测量；（3）操作复杂、自动化程度低。

发明内容

为了克服上述现有熔盐模型泵试验装置的不足，本实用新型提供一种熔盐模型泵外特性和内部流动测量试验装置，该装置不仅能高精度地测量熔盐模型泵的外特性，而且能方便地测量泵内部速度场，并对泵内高速流动进行拍摄。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种熔盐模型泵外特性和内部流动测量试验装置，该装置包括管路系统、动力传动系统、模型泵和外特性数据采集分析系统；

外特性数据采集分析系统包括计算机单元、泵进出口压力传感器、涡轮流量计、扭矩转速传感器几部分，各部分的信号输出端分别与计算机单元相连；

动力传动系统包括电机、联轴器、传动轴、轴承座、轴承座支座各部分；

所述管路系统包括储罐、球阀、泵进口管路、泵出口管路和调节阀各部分；

该装置还设有内部流动测量系统，该系统包括泵内部速度场PIV测量系统；

所述泵内部速度场PIV测量系统主要由同步控制器、激光器、CCD相机和霍尔传感器组成；所述激光器和CCD相机的控制端分别与同步控制器相连，同步控制器和CCD相机的输出端与所述计算机单元相连，霍尔传感器的信号采集端安装在传动轴上，其输出端与同步控制器相连。

本实用新型的进一步设计在于：