一種測量潛水?dāng)嚢杵髡w流速的測試臺(tái)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及流體、化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種測量潛水?dāng)嚢杵髡w流速的測試 臺(tái)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 污水處理是當(dāng)今環(huán)境保護(hù)部門和企業(yè)解決環(huán)境污染中廢水污染的一項(xiàng)重要措施， 潛水?dāng)嚢杵魇且环N新型、高效的污水處理攪拌機(jī)械，在工業(yè)、城市以及農(nóng)村污水處理中得到 廣泛應(yīng)用。污水用潛水?dāng)嚢杵魇且环N強(qiáng)制攪拌設(shè)備，可適用于各類污水處理的攪拌，能對周 圍水體進(jìn)行攪拌、混合，從而提高污水處理效率。
[0003] 有效的攪拌是在整體流動(dòng)條件下獲得的，水池中的介質(zhì)整體都在發(fā)生運(yùn)動(dòng)，并且 成為攪拌工藝的一部分。直到今天，整體流速仍是污水處理中最可行的對通用攪拌狀態(tài) 進(jìn)行定量分析的方法。潛水?dāng)嚢杵鞯挠行嚢枋窃谡w流動(dòng)條件下獲得的，其流速通常為 0. 15-0. 35m/s。整體流動(dòng)是由攪拌器射流的動(dòng)量驅(qū)動(dòng)的，其根本上就是攪拌器的反應(yīng)推力， 它與攪拌器的位置共同決定著所產(chǎn)生的流動(dòng)形式。如果攪拌器的位置和某一應(yīng)用中所需要 的推力以及攪拌器的推力數(shù)據(jù)已知，就可據(jù)此進(jìn)行設(shè)備選型了。而目前的攪拌器大多根據(jù) 攪拌池的大小、水深及介質(zhì)的參數(shù)，如：懸浮物含量、粘度等來選型，未能定量地給出潛水?dāng)?拌器攪拌程度的整體流速，很難滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求。
[0004] 為了解決上述問題，非常有必要研制一種測量潛水?dāng)嚢杵髡w流速的方法以及測 試臺(tái)，而其相關(guān)技術(shù)，目前國內(nèi)外還未見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對目前未能定量地給出潛水?dāng)嚢杵鲾嚢璩潭鹊恼w流速，很難 滿足工業(yè)生產(chǎn)需求的問題，提出了一種測量潛水?dāng)嚢杵髡w流速的測試臺(tái)和方法。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種測量潛水?dāng)嚢杵髡w流速的測試臺(tái)，其特征在于，包 括：放置在污水處理池中的潛水?dāng)嚢杵骱湾F形五孔探針；所述潛水?dāng)嚢杵魅~輪中心軸線與 所述錐形五孔探針的中間孔在同一水平面上；
[0007] 所述污水處理池一側(cè)通道的中間位置設(shè)有測試臺(tái)布置區(qū)T，所述測試臺(tái)布置區(qū)T 頂部開口兩邊設(shè)有相互平行的兩根軌道A，兩根導(dǎo)軌A之間設(shè)有踏板，所述踏板可沿導(dǎo)軌A 前后移動(dòng)，所述測試區(qū)的底部中間位置垂直固定有軌道B，所述軌道B上垂直固定有托架；
[0008] 所述潛水?dāng)嚢杵鞣胖迷谒鐾屑苌?；所述潛水?dāng)嚢杵髋c控制柜通過電纜連接；
[0009] 所述錐形五孔探針與固定支架固定連接，所述固定支架與導(dǎo)軌C滑動(dòng)鏈接，所述 固定支架可沿所述導(dǎo)軌C左右移動(dòng)，所述導(dǎo)軌C與所述踏板固定鏈接；所述錐形五孔探針與 信號采集器的輸入端通過壓力傳感器連接，所述信號采集器的輸出端與計(jì)算機(jī)連接。
[0010] 上述方案中，所述污水處理池為道路形池。
[0011] 上述方案中，所述錐形五孔探針至少有兩根。
[0012] 上述方案中，所述固定支架包括與所述導(dǎo)軌C銜接的凹槽，所述凹槽上面固定設(shè) 有豎桿，所述豎桿上固定設(shè)有支臂，所述支臂的末端設(shè)有夾具，所述錐形五孔探針通過螺栓 緊固在所述夾具上。
[0013] 上述方案中，所述導(dǎo)軌C的兩端通過橫桿與所述踏板固定鏈接。
[0014] 一種測量潛水?dāng)嚢杵髡w流速的方法，包括以下步驟：
[0015] Sl、安裝所述潛水?dāng)嚢杵鳎?br>[0016] 用吊索提起所述潛水?dāng)嚢杵?，沿著所述?dǎo)軌B把所述潛水?dāng)嚢杵鞣胖迷谒鐾屑?上；
[0017] S2、調(diào)節(jié)所述錐形五孔探針在所述固定支架上的位置：
[0018] 使所述錐形五孔探針的中間孔與所述潛水?dāng)嚢杵鞯娜~輪中心軸線在同一水平面 上，對中后將所述錐形五孔探針固定；
[0019] S3、調(diào)節(jié)所述錐形五孔探針的測量位置：
[0020] 所述沿著所述踏板左右移動(dòng)所述固定支架，使兩個(gè)所述固定支架上的所述錐形五 孔探針分別處于I及其對稱的位置，位置調(diào)整完后固定所述固定支架；
[0021] S4、調(diào)節(jié)所述錐形五孔探針與所述潛水?dāng)嚢杵骶嚯x；
[0022] 沿所述導(dǎo)軌A移動(dòng)所述踏板，使所述錐形五孔探針的頂端與所述潛水?dāng)嚢杵魅~輪 所在平面的距離為葉輪直徑的η倍，固定所述踏板；
[0023] S5、完成測試臺(tái)的連接：
[0024] 將所述電纜接入所述控制柜；
[0025] 所述錐形五孔探針依次與所述壓力傳感器、所述信號采集器和所述計(jì)算機(jī)連接；
[0026] S6、啟動(dòng)潛水?dāng)嚢杵鳎?br>[0027] 通過所述控制柜控制所述潛水?dāng)嚢杵髟陬~定電壓、額定頻率下至少運(yùn)轉(zhuǎn)20min，使 流場穩(wěn)定；
[0028] S7、讀取測量數(shù)據(jù)：
[0029] 讀取顯示在所述計(jì)算機(jī)上對稱測量點(diǎn)的平均流速，從最小直徑d_處開始測量，以 每d的直徑增量使所述固定支架帶動(dòng)所述錐形五孔探針沿著所述導(dǎo)軌C逐點(diǎn)向兩端移動(dòng)， 直到所測得的平均流速下降到低于V_時(shí)為止，則確定圓的最大直徑d
[0030] steps)利用積分原理測定所述潛水?dāng)嚢杵鞯恼w流速：
[0033] 式中，Q_為內(nèi)圓流量，Q : "為I - II的圓環(huán)流量，Q 1} N為（N-I)-N的圓環(huán)流量， 可為I兩端流速的平均值，$為II兩端流速的平均值，?為N兩端流速的平均值，(1_為 圓的最小直徑，(^為I所在圓的直徑，d A N所在圓的直徑，π為常數(shù)，Vav為整體流速，d_ 為圓的最大直徑。
[0034] 上述方案中，還包括最小流速為V_的確定步驟：對所述潛水?dāng)嚢杵鱑G三維造型， 放入1. 12倍葉輪直徑的管內(nèi)，抽取水體，ICEM大型網(wǎng)格軟件劃分網(wǎng)格，利用CFD軟件對水 體進(jìn)行數(shù)值模擬，當(dāng)Qni= (1~1. 05)Q ,時(shí)，其中Q "為模擬所得的流量，Q ,為試驗(yàn)測得的流 量，最小流速為V_= 0. 105~0. 114m/s。
[0035] 進(jìn)一步的，所述 Vmin = 〇· I lm/s。
[0036] 上述方案中，所述S4中的η = 3,所述錐形五孔探針的頂端與所述潛水?dāng)嚢杵魅~輪 所在平面的距離為葉輪直徑的3倍，即L = 3Χ Φ(1。
[0037] 上述方案中，所述dmin= 40mm，所述d = 80mm。
[0038] 本發(fā)明的有益效果是：
[0039] 1、試驗(yàn)在所述道路形水池中進(jìn)行，使所述潛水?dāng)嚢杵鬟\(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的液流主流能朝 著一個(gè)方向流動(dòng)，避免液體返混，從而保證流場穩(wěn)定，提高測試精度；
[0040] 2、所述潛水?dāng)嚢杵魅~輪中心軸線與所述錐形五孔探針的中間孔在同一水平面上， 使測量更加精測；
[0041] 3、所述最低水流流速確定為V_= 0. llm/s能同時(shí)滿足選取的不同型號的潛水?dāng)?拌器的流量測試需求，適用性更廣；
[0042] 4、所述錐形五孔探針的頂端與所述潛水?dāng)嚢杵魅~輪所在平面的距離為葉輪直徑 的3倍，即L=3 X Φ(1，此處的流場更加穩(wěn)定，有利于提高測試精度；
[0043] 5、所述dmin= 40mm，所述d = 80mm更能符合精度的要求，以及節(jié)省測量的時(shí)間；
[0044] 6、本發(fā)明利用積分原理確定攪拌器的整體流速，給出了攪拌器整體流速的測量方 法，并為此設(shè)計(jì)了一種測量潛水?dāng)嚢杵髡w流速的測試臺(tái)，為攪拌器出廠報(bào)告提供精準(zhǔn)的 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0045] 圖1為本發(fā)明測試臺(tái)的局部三維立體圖；
[0046] 圖2為道路形池的外形圖；
[0047] 圖3為本發(fā)明測試臺(tái)的主視圖；
[0048] 圖4為圖3中M處的放大圖；
[0049] 圖5為本發(fā)明測試臺(tái)的俯視圖；
[0050] 圖6本發(fā)明計(jì)算流量的原理圖。
[0051] 圖中：1、導(dǎo)軌A ;2、固定支架