轴流泵导叶出口(即出水流道的进口)的环量对出水流道的水力损失是有影响的。为了考虑环量的影响,在本文设计的出水流道模型水力损失测试装置中,在紧靠导叶出口处设置了旋度计,以检测导叶出口水流所具有的旋转角速度。出水流道水力损失测试模型试验的准则与进水流道水力损失测试模型试验的准则相同。
流道进口平均切向流速测量,旋度计旋度计装有由4片平直叶片组成的螺旋桨,叶片末端到末端的直径为管道直径的75%,在流动方向上的长度为管道直径的60%,螺旋桨在轴向流速的作用下不会转动,但可在切向流速的作用下旋转。在螺旋桨叶片边缘的管壁处设置了光电传感器,螺旋桨每旋转1圈,光电传感器就通过光纤输出1个光脉冲,根据计数器所记录的脉冲数即可算得旋度计的转速n.旋度计输出脉冲的取样时间一般设定为每次60s.旋度计照片3.3.2平均切向流速的计算为准确计算出水流道的水力损失,应考虑流道进口断面水流所具有的平均切向动能,须计算断面的平均切向流速。
为便于计算,设切向速度沿半径方向为线性分布,ω为旋度计叶片的角速度;r为出水流道进口断面任一点的半径。为出水流道进口的平均切向流速,m/s;为出水池平均流速,m/s,;H进-H出为出水流道进口测压断面与出水池测压管水头差,m;h直管为出水流道进口测压断面至出水流道进口断面之间短直管的沿程水力损失,m,由于管道内的流动在阻力平方区,沿程水头损失系数按尼库拉兹经验公式计算。
试验误差分析出水流道水力损失的测试误差由流速测试误差、测压管水头测试误差和短直管水头损失测试误差三部分组成。流道进口平均流速测试误差流道进口切向平均流速测试误差由供水管道直径、旋度计轴径测量误差和旋度计转速测量误差三部分组成。供水管道直径为150mm,采用游标卡尺测量,误差±0.1mm,极限相对误差为±0.1/150=±0.067%;旋度计轴径为20mm,采用游标卡尺测量,误差±0.1mm,极限相对误差为±0.1/20=±0.05%;旋度计每旋转1圈输出1个脉冲,误差为±1个脉冲,按100r/s计算,旋度计转速测量误差为1/100=±1.0%。所以,流道进口切向平均流速的测试误差为流道进口轴向平均流速测试误差由直径测量误差和流量测量误差两部分组成。进口直径为150mm,采用游标卡尺测量,误差±0.1mm,极限相对误差为±0.1/150=±0.067%;流量采用电磁流量计测量,满量程误差为±0.5%,设计流量约为满量程的1/2,流量测量误差为±1.0%。所以,流道进口轴向平均流速的测试误差为出水池平均流速测试误差流道出口平均流速测试误差由流量测量、出水池宽度和水深测量三部分组成。出水池宽度为555mm,出水池小水深为350mm,均采用钢尺测量,读数误差为±1mm,两者综合极限相对误差为=±0.68%。所以,流道出口平均流速测试的极限相对误差。