[发明专利]喷水推进泵外特性和噪声性能测量装置及测试方法

权利要求书

1.一种基于空泡水筒的喷水推进泵外特性和噪声性能测量装置，其特征在于，包括空泡水筒，空泡水筒包括工作段及设于工作段上的收缩段，将收缩段的两端分别定义为端部一及端部二，端部一与工作段相接，则端部二的过流面积大于端部一的过流面积；

空泡水筒的工作段内设有测量管路，测量管路内设有喷水推进泵模型及流量控制单元；喷水推进泵模型的叶轮与穿设在空泡水筒内的动力驱动轴相联结，喷水推进泵模型的泵壳与测量管路密封连接；测量管路的管壁内设有多个位于不同位置的压力测量传感器；

所述测量管路包括与所述喷水推进泵模型的叶轮进口连接的上游测量管路以及与所述喷水推进泵模型的导叶出口连接的下游测量管路；所述流量控制单元进行流量控制包括以下步骤：

(1)测量流量：

运行空泡水筒至某一水速，借助安装于所述上游测量管路不同位置的所述压力测量传感器，结合伯努利方程和所述上游测量管路过流面积，利用压差法，得到当前工况下所述测量管路中的流量；

(2)如果步骤(1)得到的流量大于或小于目标工况流量，综合所述空泡水筒的水速控制和所述流量控制单元的控制，达到流量控制目的；

步骤(2)中，采用如下方案中任一方案达到流量控制目的：

方案a、若所述空泡水筒水速不变，通过所述流量控制单元，降低或增加所述测量管路中的流量，直至目标工况流量；

方案b、若所述流量控制单元状态不变，降低或升高所述空泡水筒的流速，达到降低或升高收缩段出口的速度的目的，从而达到降低或升高所述测量管路中流量的目的，直至目标工况流量；

方案c、结合方案a及方案b两种方式达到降低或升高所述测量管路中流量的目的，直至目标工况流量；

还包括噪声测量装置，噪声测量装置包括声舱和位于声舱内的水听器，水听器所在竖直平面与喷水推进泵模型的叶轮盘面所在竖直平面一致；

数据采集分析系统与噪声测量装置和压力测量传感器电性连接。

2.如权利要求1所述的一种基于空泡水筒的喷水推进泵外特性和噪声性能测量装置，其特征在于，所述收缩段的所述端部一的截面形状与所述测量管路相同，所述收缩段的所述端部二的截面形状与所述工作段相同。

3.如权利要求1所述的一种基于空泡水筒的喷水推进泵外特性和噪声性能测量装置，其特征在于，所述收缩段位于所述端部一与所述端部二之间的部分采用曲面或斜面过渡。

4.如权利要求1所述的一种基于空泡水筒的喷水推进泵外特性和噪声性能测量装置，其特征在于，所述测量管路的一端与所述收缩段的端部一相接，所述流量控制单元位于所述测量管路的另一端。

5.如权利要求1所述的一种基于空泡水筒的喷水推进泵外特性和噪声性能测量装置，其特征在于，所述测量管路通过支撑结构固定在所述测量管路内。

6.如权利要求1所述的一种基于空泡水筒的喷水推进泵外特性和噪声性能测量装置，其特征在于，所述喷水推进泵模型的泵壳与所述测量管路的连接处设置有法兰，用以安装密封。

7.一种基于空泡水筒的喷水推进泵外特性和噪声性能测试方法，采用权利要求1所述的测量装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，按照测试要求安装测量管路和喷水推进泵模型；

步骤二，按照预定位置，将压力测量传感器安装于测量管路上；

步骤三，按照空泡水筒试验规程，开启空泡水筒，运转一段时间，排除空泡水筒中的游离气泡，达到试验要求的状态；

步骤四，将噪声测量装置安装至预定位置，排除噪声测量装置中的气泡，通过肉眼观察，保证无可见气泡存在；

步骤五，对整套系统进行联合调试，保证系统结构稳固，水听器、压力测量传感器、数据采集分析系统工作正常；

步骤六，通过调整流量控制单元，使得流量达到预定工况，利用噪声测量装置和压力测量传感器，测量噪声和压力数据；

步骤七，测量完成后，利用数据采集分析系统得到喷水推进泵模型的外特性和噪声性能；

步骤八，重复步骤六和七，可以得到喷水推进泵模型在不同流量工况下的外特性和噪声性能；同时也可以针对某一工况进行重复性测试，分析系统的重复性误差；

步骤九，测试结束后将所有设备依次关闭。