[发明专利]一种离心泵内粗颗粒固液两相流高速摄影拍摄试验台

权利要求书

1.一种离心泵内粗颗粒固液两相流高速摄影拍摄试验台，其特征在于，由固液两相流循环回路、供水回路和三维高速摄影拍摄系统组成；

所述固液两相流循环回路由两相流离心泵(1)、电磁流量计(3)、出口闸阀(4)、三通管Ⅰ(5)、三通管Ⅱ(9)、漏斗(10)和三通管Ⅲ(11)组成；

所述供水回路由储水箱(7)和进口闸阀(8)组成；

所述三维高速摄影拍摄系统由计算机控制系统(15)、LED灯Ⅰ(16)、高速摄像机Ⅰ(17)、LED灯Ⅱ(18)和高速摄像机Ⅱ(19)组成；

离心泵(1)的出口管路上依次设有电磁流量计(3)、出口闸阀(4)，出口闸阀(4)和三通管Ⅰ(5)的第一端口通过管路连接，三通管Ⅰ(5)的第二端口通过管路与储水箱(7)连接，储水箱(7)的底部通过管路连接有进口闸阀(8)，进口闸阀(8)通过管路与三通管Ⅱ(9)的第一端口连接，三通管Ⅱ(9)的第二端口通过管路与离心泵(1)的进口连接；所述三通管Ⅰ(5)的第三端口通过管路与三通管Ⅲ(11)的第一端口连接，三通管Ⅲ(11)的第二端口和第三端口置于漏斗(10)中，漏斗(10)的下端通过管路与三通管Ⅱ(9)的第三端口连接；

所述LED灯Ⅰ(16)和LED灯Ⅱ(18)以一定的角度错开放置给两相流离心泵(1)打光，高速摄像机Ⅰ(17)和高速摄像机Ⅱ(19)连接到计算机控制系统(15)用来捕获两相流离心泵(1)内颗粒运动信息。

2.根据权利要求1所述的一种离心泵内粗颗粒固液两相流高速摄影拍摄试验台，其特征在于，还包括出口压力变送器(2)和进口压力变送器(12)，所述出口压力变送器(2)通过测压管连接在两相流离心泵(1)出口和电磁流量计(3)之间的管路上；所述进口压力变送器(12)通过测压管接在离心泵(1)进口和三通管Ⅱ(9)之间的管路上。

3.根据权利要求1所述的一种离心泵内粗颗粒固液两相流高速摄影拍摄试验台，其特征在于，还包括滤网(6)和颗粒定向滤网(23)，所述滤网(6)装在所述三通管Ⅰ(5)的第二端口处；所述颗粒定向滤网(23)通过扣环固定在两相流离心泵(1)叶轮进口处。

4.根据权利要求1所述的一种离心泵内粗颗粒固液两相流高速摄影拍摄试验台，其特征在于，所述固液两相流循环回路中两相流离心泵(1)的过流部件，包括叶轮、蜗壳、吸水室，或者，包括叶轮、导叶、吸水室，均采用有机玻璃加工，以便于可视化拍摄。

5.根据权利要求1所述的一种离心泵内粗颗粒固液两相流高速摄影拍摄试验台，其特征在于，所述固液两相流循环回路中颗粒的数目n，由整个固液两相流循环回路的体积V_g、颗粒等效直径d_s和颗粒体积分数C_v确定，

6.根据权利要求1所述的一种离心泵内粗颗粒固液两相流高速摄影拍摄试验台，其特征在于，所述固液两相流循环回路中漏斗(10)由厚度为3mm的不锈钢制作而成，漏斗(10)窄的一端插入到管路中实现固定，漏斗(10)的扩口段接收从三通管Ⅲ11流出的固液两相流；放入和回收颗粒均在漏斗(10)中完成，回收颗粒时在漏斗(10)中放入一张筛网即可。

7.根据权利要求1所述的一种离心泵内粗颗粒固液两相流高速摄影拍摄试验台，其特征在于，

(1)颗粒定向滤网23上圆孔的数目n₁为：

当时，n₁＝12；

当时，n₁＝8；

当时，n₁＝4；

(2)颗粒定向滤网23上圆孔直径d_k为：所述

(3)颗粒定向滤网23上各个圆孔圆心所在圆环直径d_t为：

式中：D_j为叶轮进口直径，d_B为叶轮进口泵轴直径，d_s0为试验中最大的颗粒粒径且C₀为圆孔直径系数，当D_j≤120mm时，C₀＝0.80；当120mm＜D_j≤180mm时，C₀＝0.85；当D_j＞180mm时，C₀＝0.90。