[发明专利]一种三维离心泵高曲叶轮封闭腔体内流场测量方法及装置

权利要求书

1.一种三维离心泵高曲叶轮封闭腔体内流场测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：将后蜗壳(18)安装到光学平台(10)上，并与光学补偿模块连接为一体，后蜗壳具有独立的支撑结构，使其在不同状态中的最大形变量均小于0.01mm；

步骤2：在光学补偿盒中置入匹配液，调整V3V摄像机(2)的三镜头焦距，使其焦点位于测试区域中心，并执行空间坐标标定；

步骤3：当于计算机(14)和显示屏(13)中得到粒子图像和坐标数据后，结束标定取出匹配液并卸下光学补偿盒，安装水泵模块及前蜗壳(15)与所述后蜗 壳(18)组成完整的实验模型泵；

步骤4：通过所述V3V摄像机(2)进行拍摄，通过所述光学补偿模块中的激光(9)和导光臂(3)进行光学补偿，同时设置相位同步器(11)和同步器(12)以控制所述激光(9)和所述V3V摄像机(2)的拍摄时间，激光(9)通过多个柱面镜、凸透镜组合后形成体光，其照射方向根据泵型设计包括正上方、正侧方或斜后方照射；

步骤5：于配料罐(7)中再次通入匹配液进行粒子布撒和光路调整后，流经水泵模块进入所述实验模型泵，通过所述前蜗壳(15)上的测试面(16)测量得到粒子图像，经处理后得到体三维旋转湍动流体流动数据，该流场测量方法的空间分辨率为1mm以下；

用以实现三维离心泵高曲叶轮封闭腔体内流场测量方法的测量装置，包括所述光学平台(10)，所述光学平台(10)上设有泵(1)、所述光学补偿模块、所述V3V摄像机(2)，所述泵(1)通过接入电机两端分别连接压力表(4)，一端所述压力表(4)经阀门(5)与流量计(6)相连接，另一端所述压力表(4)依次经过缓冲罐(8)和所述配料 罐(7)后与所述流量计(6)闭环连接，所述光学补偿模块包括激光(9)和与所述激光(9)相连接的导光臂(3)，以及用于控制所述V3V摄像机(2)和所述激光(9)的所述相位同步器(11)和同步器(12)，所述泵(1)包括所述前蜗壳(15)和所述后蜗壳(18)，由所述前蜗壳(15)和所述后蜗壳(18)组成的结构体上设有进水口(20)和出水口(19)，所述结构体内置有叶轮主轴(24)、叶轮轴承(29)和叶轮(27)，并通过机械密封(23)进行整体密封，由所述叶轮主轴(24)和叶轮轴承(29)带动所述叶轮(27)转动，所述泵(1)整体内置于水箱(31)中，所述前蜗壳(15)上设有测试面(16)，所述测试面(16)与所述水箱(31)之间还设有用于空间标定的靶盘(30)，所述前蜗壳(15)和所述后蜗壳(18)通过三脚架(17)设置于所述光学平台(10)上。

2.根据权利要求1所述的一种三维离心泵高曲叶轮封闭腔体内流场测量方法，其特征在于，所述的步骤2中的匹配液采用纯水、碘化钠-水溶液或邻苯二甲酸二丁酯-乙醇溶液，以抵消曲界面反射和折射。

3.根据权利要求1所述的一种三维离心泵高曲叶轮封闭腔体内流场测量方法，其特征在于，由所述叶轮主轴(24)伸出所述机械密封(23)的一端还套接设置有轴承。

4.根据权利要求1所述的一种三维离心泵高曲叶轮封闭腔体内流场测量方法，其特征在于，所述轴承内置于同样套接设置于由所述叶轮主轴(24)伸出所述机械密封(23)的一端的轴承套(22)中，并最终通过轴承盖(25)和后盖板(26)整体封闭。