Investigations of energy distribution and loss characterization in a centrifugal impeller through PIV experiment
Investigations of energy distribution and loss characterization in a centrifugal impeller through PIV experiment
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通过 PIV 实验研究离心叶轮的能量分布和损失特性
DOI：
10.1016/j.oceaneng.2022.110773
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发表时间：
2022-03
影响因子：
5
通讯作者：
Zuchao Zhu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bo Chen;Xiaojun Li;Zuchao Zhu
本研究的目的是探索一种通过粒子图像测速实验直接描述流场损失分布趋势的方法。提出了局部压头增量（Hpr）、局部速度压头增量（Hvr）和局部泵反动度（λ）三个主要概念来描述叶轮内的能量分布。结果表明，Hpris的分布主要受叶轮通道入口流场的影响，而Hvr沿径向的最大值区域位于叶片吸力面不稳定区域的下游，压力面不稳定区域的中心。这些分布是由于涡运动引起的局部绝对速度（C）的增加。大涡沿着叶轮叶片吸力面扩散，导致能量损失比压力面更为明显。泵的效率和平均λ随流量的变化趋势一致。因此，λ可以定量地反映流场中损失强度的分布。
The objective of this study is to explore a method that can describe the loss distribution trend of flow field directly through the PIV experiment. Three main concepts, namely Local pressure head increase (Hpr), Local velocity head increase (Hvr) and Local pump degree of reaction (λ), are proposed to characterise the energy distribution in the impeller. Results show the distribution ofHpris affected mainly by the inlet flow field of the impeller passage, while the maximum value region ofHvralong the radial direction is located at the downstream of the unstable region on the blade suction side and in the center of the unstable region in the pressure side. These distributions are due to the local increase of absolute velocity (C) caused by vortex motion. The large vortex is dispersed along the suction side of the impeller blade, causing the energy losses to become more obvious than in the pressure side. The developing trends of the pump efficiency and passage-averagedλas the flow rate increased are consistent. Consequently, the distribution of loss intensity in the flow field can be quantitatively reflected byλ.
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