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现代流动测试技术在流体机械流动分析中的应用(下)

2014/11/13 22:59:44  来源:计测网通讯员 
字号: 13号字 16号字

  三、叶轮机械中的流场测量

  试验装置如图4所示,上面为一搅拌器的PIV测量系统图,下面为搅拌器横截面示意图。转子有6个动叶,缸壁上有6个静叶。

 

  由于瞬态流动的复杂性,采用集平均技术研究动/静相干作用。即在同一转速下,对同一动/静叶相对转角位置的流道流动进行多次测量,测量结果进行平均,以该平均值来反映某一固定转速和不同动/静叶相对位置时的周期性动/静相干流动情况。

  从图5可见,流体在静叶区A处存在一个大尺度涡结构。在150转角时,区域B处也存在一个涡,但是,涡B的强度和尺度均较小。在550转角时,B区没有测到涡,这是由于动叶的影响,涡B已变得很小。由于涡B的较显著变化,涡A与涡B之间区域的流线变化也较显著。此外,在靠近静止壁面的C区域,存在一个速度几乎为零的低速流体层。可见,此时动叶转角对涡A影响较小,对涡B影响较大,涡B的变化对静叶中流线分布影响显著,动叶相对于静叶的转角对低速流体层c影响较小。

  图6与图5相比较,涡A中心区向上游静叶方向移动,涡A尺寸变小,但从速度矢量大小看,涡强度增大,旋转频率增大;B区流线不光滑,表明速度波动增大,c区速度较大,没有图5中的低速流层存在,在动叶跨静叶区间的运动过程中,A区旋涡的中心跟随动叶向旋转方向移动。

  四、激光多普勒测速仪技术的应用

  图7为通风机实验台,本实验用LDV测量其叶轮中流场速度分布,后向叶轮,转速1000r/min。图8为叶道图。图ga一C给出了大流量下叶道中K=1、5和9处回转面上的径向速度分布。K=l表示在叶道进口处,K=5表示在叶道中部,K=9表示接近叶轮出口处。

  五、总结

  流体机械内部流动机理及流动细节的研究是目前该领域的前沿性热点研究领域,发达国家一直没有间断这方面的试验研究工作,同时,这又是一项非常艰巨的工作,需要多方进行合作。本文就我们近几年所进行的流动测试与分析研究课题做了简单介绍,目的是让读者了解流动测试分析领域的最新成果和前沿性研究的特点,为提高我国动力设备的设计和研发水平提供参考。

  参考文献

  1.黄淑娟,胡志伟.测量三维流场的热线响应方程和热线校准方程.航空学报,1994(12),1467一1270

  2.黄淑娟,胡志伟,苗永森.矩形蜗壳内三维紊流场的热线测量,航空动力学报,1994(3),259~263

  3.宫武旗.离心压缩机叶片扩压器及无叶扩压器内三维湍流场的测量:〔硕士论文」.西安交通大学,1995

  3.宫武旗.应用小波变换及分形理论对湍流边界层壁面沟槽减阻机理的研究:〔博士论文〕.西安交通大学,2000

  本文作者:宫武旗 黄淑娟 徐忠

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