立式轴流泵进水流场PIV测量

来源：农业机械学报杂志2015年第8期北京时间：

作者：刘超,梁豪杰,金燕,杨帆,陈锋,杨华

单位：扬州大学,江苏省灌溉总渠水利工程管理处,扬州大学,扬州大学,扬州大学,扬州大学,

摘要：采用3D-PIV激光流速仪对立式轴流泵喇叭管和进水池内部流动进行了测量，2个典型流量工况下的测量结果表明：设计流量（Q0）工况时，叶轮进口断面流速场呈对称分布，断面轴向流速均匀度达到0.87，无旋涡发生，喇叭管内及泵叶轮进口水流流态良好；大流量（1.2Q0）工况时，叶轮进口断面流速场呈非对称分布，断面轴向流速均匀度仅0.70，流道及喇叭管内有较强的旋涡产生，并进入叶轮诱发振动。分析了旋涡核心区的细部流动结构，导出了旋涡的数字形态，揭示了涡核内水流圆周分速度的分布规律，涡核中心的流速接近为零，圆周分速随涡核半径增加而增大，在半径3~5 mm范围内速度梯度最大，旋涡的强迫涡特征十分明显。提出了基于流量的单元面积加权流速均匀度及相应的计算公式，使过流断面流速均匀度的计算结果更为合理、更加符合实际。

关键词：轴流泵;流速场;旋涡;流速均匀度;粒子图像测速

基金资助：国家自然科学基金资助项目（51279173）、“十二五”国家科技支撑计划资助项目（2015BAD20B01）和江苏省高校优势学科建设工程资助项目（PAPD）