軸流泵裝置導葉體出口平均速度環量影響出水流道水力性能的模型試驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及軸流泵裝置導葉體出口平均速度環量影響出水流道水力性能的模型試驗裝置，屬于水力機械技術領域。
【背景技術】
[0002]大型軸流泵裝置廣泛應用于我國平原地區，在抗旱排澇、水資源調配和水環境改善等領域發揮了十分重要的作用。軸流泵裝置是由進水流道、出水流道和軸流泵的葉輪、導葉體組成，其中，進水流道位于葉輪之前，導葉體位于葉輪之后，出水流道位于導葉體之后。水流在高速旋轉的軸流泵葉輪的作用下獲得能量，同時導葉體出口的水流還具有很大的速度環量。常規的軸流泵設計不針對具體的軸流泵裝置，導葉體水力設計的目標是調整從葉輪流入導葉體水流的方向、消除導葉體出口水流的速度環量。近年來的研宄發現，在軸流泵裝置中，導葉體出口水流的速度環量對出水流道內流態及水頭損失的影響并不是環量愈小愈好，而是存在使出水流道水頭損失最小的最優環量。因此，導葉體的常規設計方法導致其與出水流道的水力性能不匹配，增大了出水流道的水頭損失。出水流道水頭損失對軸流泵裝置效率的影響是很大的，特別是對于年運行時數長的大型低揚程泵站，這種影響更須予以重視。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的就是針對上述現有的缺陷，提供一種軸流泵裝置導葉體出口平均速度環量影響出水流道水力性能的模型試驗裝置。以軸流泵裝置導葉體的出口平均速度環量達到最優環量為目標進行導葉體優化設計，使其與出水流道達到最佳配合、實現軸流泵裝置水力性能的最優化。
[0004]本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的:軸流泵裝置導葉體出口平均速度環量影響出水流道水力性能的模型試驗裝置，其特征在于，設有模型泵、導葉體、平均速度環量計、出水流道、出水池、閘閥、輔助泵、流量計和管道，模型泵、導葉體、平均速度環量計、出水流道、出水池、閘閥、輔助泵、流量計通過管道依次連接構成一個循環系統，出水流道進口的管道壁上設有出水流道進口測壓管的進口測壓孔，出水流道進口測壓管安裝連接在管道壁上的進口測壓孔上，出水流道出口的出水池側壁上設有連接出水流道出口測壓管的出口測壓孔，出水流道出口測壓管安裝連接在出水池側壁上的出口測壓孔上；水流從模型泵的葉輪流出，依次流經導葉體、平均速度環量計、出水流道進口測壓孔、出水流道、出水池、出水流道出口測壓孔、閘閥、輔助泵、流量計，最后再回到所述模型泵進口。
[0005]所述平均速度環量計設有環量計輪轂、環量計軸、直葉片、金屬反光片、光電傳感器、計數器，環量計輪轂、直葉片通過環量計軸安裝設置在所述管道中，金屬反光片設置在直葉片的側面，光電傳感器安裝在所述管道上并連接計數器，光電傳感器的端頭穿過管道內壁朝向管道腔內的所述金屬反光片。
[0006]所述模型泵與所述軸流泵裝置中的原型泵相似，用于在試驗裝置中提供與原型軸流泵裝置相似的水流。
[0007]所述導葉體設有7組供試驗用的導葉體。
[0008]所述出水流道的進口與導葉體的出口之間連接的管道長度為模型泵葉輪直徑的8倍，出水流道進口測壓管距出水流道進口的距離為模型泵葉輪直徑的3倍，出水流道的出口距出水流道出口測壓管的距離為模型泵葉輪直徑的8倍。
[0009]所述閘閥為蝶閥，用于調節所述模型泵的工況。
[0010]所述輔助泵為管道泵，用于幫助所述模型泵克服管道阻力。
[0011]所述流量計為電磁流量計，用于測量所述模型泵的流量。
[0012]本實用新型設計科學合理，經本實用新型水力優化的軸流泵導葉體出口平均速度環量達到最優環量，能夠使其與所應用的軸流泵裝置中的出水流道水力性能達到最佳匹配，進一步提高軸流泵裝置水力性能，解決了現有的軸流泵導葉體水力設計不針對所應用的軸流泵裝置，以完全消除出口平均速度環量為目標，所設計的導葉體與軸流泵裝置中的出水流道水力性能不匹配，軸流泵裝置水力性能差的問題。本實用新型適用于由不同型號軸流泵和不同型式出水流道組成的軸流泵裝置中的導葉體水力優化，能夠對軸流泵裝置中導葉體出口水流環量影響出水流道水力性能的規律進行深入研宄。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的模型試驗裝置示意圖。
[0014]圖2a是本實用新型的第一組試驗導葉體的示意圖。
[0015]圖2b是本實用新型的第二組試驗導葉體的示意圖。
[0016]圖2c是本實用新型的第三組試驗導葉體的示意圖。
[0017]圖2d是本實用新型的第四組試驗導葉體的示意圖。
[0018]圖2e是本實用新型的第五組試驗導葉體的示意圖。
[0019]圖2f是本實用新型的第六組試驗導葉體的示意圖。
[0020]圖2g是本實用新型的第七組試驗導葉體的示意圖。
[0021]圖3是本實用新型平均速度環量計示意圖。
[0022]圖4是經本實用新型試驗具有最優出口平均速度環量的軸流泵裝置導葉體示意圖。
[0023]圖中:I模型泵，2導葉體，3平均速度環量計，4進口測壓孔，5出水流道，6出水池，
7出口測壓孔，8閘閥，9輔助泵，10流量計，11管道，12環量計輪轂，13環量計軸，14直葉片，
15管道內壁，16金屬反光片，17光電傳感器，18計數器，19導葉片，20小葉片，21小葉片，22小葉片，23小葉片，24小葉片，25小葉片，26小葉片，27導軸承支座。
【具體實施方式】
[0024]下面結合實施例和附圖對本實用新型作進一步詳細描述。
[0025]如圖1所示，軸流泵裝置導葉體出口平均速度環量影響出水流道水力性能的模型試驗裝置，由模型泵1、導葉體2、平均速度環量計3、出水流道5、出水池6、閘閥8、輔助泵9、流量計10通過管道依次連接構成，出水流道5進口的管道11壁上設有出水流道進口測壓管的進口測壓孔4，出水流道進口測壓管安裝連接在管道壁上的進口測壓孔4上，出水流道5出口的出水池6的側壁上設有連接出水流道出口測壓管的出口測壓孔7，出水流道出口測壓管安裝連接在出水池6的側壁上的出口測壓孔7上。
[0026]水流從模型泵I的葉輪流出，依次流經導葉體2、平均速度環量計3、出水流道進口測壓孔4、出水流道5、出水池6、出水流道出口測壓孔7、閘閥8、輔助泵9、流量計10，最后再回到所述模型泵1，構成一個循環系統；模型泵I與所述軸流泵裝置中的原型泵相似，用于在試驗裝置中提供與原型軸流泵裝置相似的水流；導葉體2出口通過管道11與出水流道5進口連接，管道11的長度為8 D (/?模型泵I的葉輪直徑，單位為m，下同)；平均速度環量計3安裝在與導葉體2出口連接的管道11中，用于測量導葉體2出口的水流平均速度環量；出水流道5為所述軸流泵裝置中的虹吸式出水流道；出水流道進口測壓孔4設置在管道11上，距出水流道5的進口 3飯巨離；出水流道出口測壓孔7設置在出水池6的側壁上，距出水流道5出口 8飯巨離；閘閥8為蝶閥，用于調節模型泵I的工況；輔助泵9為管道泵，
用于幫助模型泵I克服管道阻力；流量計10為電磁流量計，用于測量模型泵I的流量。
[0027](2)所述模型泵I原配導葉體有5片葉片，設計制作一組7個方案供試驗用的導葉體，它們的外形及安裝尺寸相同，如圖2a?圖2g所示，在試驗中依次更換；7個方案導葉體的幾何特征是導葉片均為5片，但各方案導葉體的葉片長度及出口角度依次逐步增加；
[0028]導葉體方案I如圖2a所示，其幾何特征是，導葉片19的片數與模型泵I的原配導葉體的葉片數相同，導葉片19的進口角度與模型泵I原配導葉體葉片進口角度相同，為50.8°，該角度與模型泵I葉輪葉片出口水流速度的方向一致，導葉片19的長度取為0.2 A使其滿足支撐模型泵I導軸承支座27的要求；導葉片19的角度從進口到出口保持不變，對流入導葉體水流的流動方向不起調整作用，故其出口與進口的速度環量相等；
[0029]導葉體方案2如圖2b