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1.2.3 PIV技术及其在离心泵实验分析的应用
离心泵内部流动是一种旋转的复杂流动，国内外研究离心泵内部流场的方法主要有理论研究、数值模拟计算和试验研究，其中试验研究是最基本和最值得信赖的方法。利用PIV技术测量离心泵内部流场有着显著的优点：首先PIV技术是一种非接触式测量技术，可以不干扰离心泵内流场进行测量；其次它能显示离心泵内流场的整体结构和瞬态图像，可以得到离心泵内流场全局性的定性认识；再其次它的测量精度和分辨率都很高，可以获得精确的定量结果；最后它的速度测量范围也很宽，以双YAG脉冲激光源为光源组成的PIV系统为例，其测速范围在0.01~1200m/s之间，足以适应一般离心泵内流场研究的需要[12]。
严寿其[13]等人对带分流叶片的离心泵叶轮内部流场进行了PIV测量与数值模拟。刘在伦，杨倩[14]等人通过三文PIV测试技术对离心泵叶轮内部流场的流速进行了实验分析，通过实验得到了不同叶轮半径的叶轮内圆周与径向的速度分量和径向流面上速度矢量的变化以及二次流的分布情况，发现压力面的速度由低到高、吸力面的速度由高到低地变化，这种变化随着叶轮半径的增大，有较为稳定的趋势。实验结果表明三文PIV测试技术对离心泵内部流场流速的测量具有较好的效果。杨华，汤方平[15]等人采用二位PIV对离心泵涡舌附近旋转叶轮内的流场进行了测量，获得了5个不同相位相对速度场，研究表明：小流量工况下，蜗舌对叶轮内的相对速度场有显著影响，而在最优工况下影响较弱。
1.3 本课题研究内容
本课题研究内容主要主要有以下几方面：
(1) 介绍离心泵内部流场数值模拟的研究现状
(2) 介绍了离心泵流体力学及流体力学基础，给出了流体动力学的基本控制方程。
(3) 运用SolidWorks造型软件对103型耐腐蚀离心泵过流部件进行实体造型，建立离心泵的三文实体模型。
(4) 介绍了FLUENT对离心泵内部流场的数值计算过程，应用滑移网格模型对离心泵内部湍流流动进行了非定常数植模拟，得到不同工况下各个时刻的速度分布、压力分布及流场分布情况。通过对数值计算结果的分析比较，揭示了离心泵内部的流动规律。
(5) 根据数值模拟结果对原型号泵进行优化设计改进，对优化后结构进行数值模拟，并以此为基础进行离心泵的性能预测，将数值计算的预测结果与已有的实验测试结果进行分析比较，验证了所采用方法的可行性和正确性，为离心泵的优化设计研究提供参考。
1.4本章小结
本章介绍了本课题的研究背景和研究内容的必要性及研究意义；阐述了离心泵内部流动数值模拟的国内外发展现状，给出了本课题研究所涉及到的内容。
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