[实用新型]离心泵内部气液相流动可视化观测实验台

说明书

本实用新型公开的离心泵内部气液相流动可视化观测实验台，包括出水部分、进水部分、箱体和动力传输部分，出水部分、进水部分、箱体和动力传输部分的内部中央设置有泵轴。本实用新型公开的可视化观测实验台解决了现有试验装置对于离心泵的内部流动观测区域受限、装置结构复杂以及操作性低的问题。利用有机玻璃表面光滑、透光性好的特点，通过一定的手段将离心泵实验装置设计成中间侧向进水，使进水端与动力传动部分同侧，叶轮后盖板向外，因此可从叶轮后盖板方向利用高速摄像机拍摄到整个叶轮内部完整的流动图像；结构简单、安装方便、适用范围广、操作便捷，为离心泵内部流场观测实验的进行提供了有效的手段，具有很强的实用价值。

技术领域

本实用新型属于流体力学实验设备技术领域，涉及一种离心泵内部气液相流动可视化观测实验台。

背景技术

离心泵作为石油、化工、核电、农业等领域中极其重要的动力设备，其在工作过程中，泵送流体广泛存在气液两相或多相流动状态。在气液两相流条件下，气相在离心泵叶轮内运动、发展及变化，可能导致流动分离以及气泡破碎、聚并、形成等现象的发生，进而对离心泵扬程、流量、效率等产生一定影响。当气体在叶轮内积聚到一定程度，离心泵的性能下降，严重情况下，离心泵处于气锁状态，导致泵发生空转。研究气液两相流在离心泵内的流动特性、深入认识其动力学过程以及查清内部流动机理是保证离心泵在两相流体的工况下优化和安全设计的物理机理基础。

目前，大多数用于观测气液两相流的实验技术均采用高速成像技术，基于光学元件观测离心泵内部流场。高速摄像机可以在很短的时间内完成对高速目标的快速、多次采样，当以常规速度放映时，所记录目标的变化过程就清晰、缓慢地呈现在我们眼前。高速摄像机技术具有实时目标捕获、图像快速记录、即时回放、图像直观清晰等突出优点。高速摄影能够观察不定常流场和高速运动流场的每一瞬时的流动图像及变化过程，因此高速摄影技术在流场测试，尤其是多相流场测试中是一种十分重要的技术手段。现有的试验装置有的可用于单相介质状态下离心泵吸水室、叶轮流道和压水室等区域的测量拍摄；还以可用于单相介质/固液两相流状态下泵外特性、内流场等测试试验，并对泵内高速流动进行局部拍摄；另外，还有试验台设有除气装置，可用于单相介质状态下离心泵内部流场可视化拍摄。

然而，传统离心泵进水端与动力传动系统分在两侧，这对拍摄离心泵内部完整的流动图像增加不少的难度。现有的试验装置多用于测量单相或多相流动条件下离心泵内部局部流场，尚不能获得整个叶轮内的流动图像。离心泵作为一种典型的旋转机械，其内部流动呈现出明显的非对称性，尤其是多相流动条件下，不同叶轮流道内流动特征差异性更为显著。因此，获得整个叶轮流道内气液两相流动特征，有助于揭示泵内多相流动机理，进而指导离心泵的优化设计。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种离心泵内部气液相流动可视化观测实验台，解决了现有试验装置对于离心泵的内部流动观测区域受限、装置结构复杂以及操作性低的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，离心泵内部气液相流动可视化观测实验台，包括出水部分、进水部分、箱体和动力传输部分，出水部分、进水部分、箱体和动力传输部分的内部中央设置有泵轴；

出水部分包括出口法兰段，出口法兰段的上端通过螺栓可拆卸连接试验泵系统，出口法兰段的下端通过螺栓连接矩形的蜗壳，蜗壳的蜗壳右半部的上端连接有固定板，固定板上表面开有螺纹孔，出口法兰段的下端法兰与蜗壳右半部分通过螺栓连接在固定板上的螺纹孔处，蜗壳的蜗壳左半部与蜗壳右半部通过螺栓可拆卸连接，蜗壳左半部中部开有凹槽，凹槽中央开有进水孔，凹槽与叶轮连接，叶轮的进水端卡接在凹槽处，保证叶轮安装在蜗壳的流道中心，叶轮连接进水部分，进水部分包括管段，管段的右端通过螺栓连接进口法兰段，并通过“O”型密封圈密封，进口法兰段通过螺栓连接在蜗壳左半部上，并通过“O”型密封圈进行密封，管段的左端呈喇叭状，通过螺栓连接在箱体的右侧壁的法兰段上，箱体的左侧壁连接动力传输部分。

本实用新型的其他特点还在于，