噴泉水泵單相流柱塞出口處的PIV圖像處理
DATE:2013-10-15 FROM:雙豐龍
噴泉水泵單相流作用下柱塞頂端出口處流場速度矢量圖。從圖中可以看出,柱塞頂端出口處呈現以下的流場特征：柱塞內部管流呈對稱流動狀態，而且流線分布較均勻。這說明柱塞內部管流穩定，大致呈層流流動狀態，這一點從柱塞出口處流場旋度中可以更清楚地看到。但在柱塞出口處，由于過流截面減小以及截面形狀的變化，使得流體在柱塞出口處產生水平速度分量，尤其是在拐角處出現了渦旋,從而產生負壓，增大了過流阻力。隨著沖次的增加，柱塞出口拐角處的渦旋也不斷加強，出口處過流阻力也相應加大。為了減少渦旋的產生，從該部位分析可知，若柱塞出口拐角處設計成流線型或在該部位制造倒角應會最大限度地減小渦旋，從而降低該部位的過流阻力。
我們提出的建議是對深井泵應做以下改進：
(1)閥球是深井泵中的一個主要部件，也是易損件，它決定著泵的效率及檢泵周期。建議對混相流深井泵采用偏心球形閥球，對于流道狹小的深井泵采用滴形閥球，對含砂的抽油井用深井泵則采用鑲有密封膠皮的錐形閥球。
(2)在保證最大過流面積的條件下，對于閥球罩的過流斷面形狀，應該盡量采用流線型，以減小過流阻力。
(3)在設計柱塞的結構時，應該考慮將柱塞下端的吸入口設計成流線型或喇叭口型，以降低其吸入阻力。在保證柱塞出口有最大過流斷面的同時，將柱塞出口流道也設計成流線型，以降低柱塞出口處的過流阻力。
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