示蹤粒子跟隨性在離心泵內流場PIV測試研究

摘要：選擇合適的流場是保證PIV實驗精度至關重要的一環，選擇示蹤粒子的依據是流場。由于固液兩相流的理論，人們要重點考慮黏性阻力和旋轉因素，分析考慮粒子承受力的情況。在完全準備充足后在BBO方程給出的基礎上引入外部的勢力，在建立了拉格朗日運動方程后，由此推導出PIV公式。通過利用結果來計算跟隨程度，從而得出正確的結論。

關鍵詞：離心泵；示蹤粒子；跟隨性；粒子圖像測速儀；流場；PIV測試 文獻標識碼：A

中圖分類號：TH311 文章編號：1009-2374（2015）29-0018-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.29.009

1 BBO方程改進

加少量示蹤粒子可忽略相互作用力，也可不考慮反彈力以及Magus和Saffman升力。固體粒子所受的黏性阻力各不相同，所以需要具體分析。黏性阻力定義為：

每種類型的離心泵離心力，彎曲運動從葉輪離心壓力Fr引起的轉動圓周運動的顆粒通過兩個彎曲離心力所造成的流動路徑的FR。葉輪旋轉會產生附加的Fc科里奧利力加的重力Fg和浮力Ff統稱為圖1中所示的外部力F，外力。

圖1 示蹤粒子外部勢力的受力模型

從等式（1）中可以看出：只有在外部力F，這是決定本身的離心旋轉特性BBO方程不同。

2 離心式粒子派生跟隨推導

使用相同的分析方法和水力旋流器，所述方程適用于離心水泵沿不同方向示蹤粒子的運動，除外部勢力外其余部分是相同的。

3 示蹤粒子跟隨性的估算與分析

白顏色的A1203粒子的密度要比水的密度大。可是它的成本低廉，而且散射效果也相對比較好。目前在我國有很多的研究者都看重了白色A1203粒子的這一特點，將其利用在離心泵內流場PIV的實驗中，取得了預期的好效果。……