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第 31 卷 第 24 期 农 业 工 程 学 报 Vol.31 No.24 52 2015 年 12 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Dec. 2015 离心泵内部流动高速摄像测量及误差分析 邵春雷，顾伯勤，周剑锋，程文洁 （南京工业大学机械与动力工程学院，南京 211816 ） 摘 要：为了提高离心泵内部流动测量的精度，阐述离心泵内部流动高速摄像系统，研究主要拍摄参数的确定方法，分 析速度误差产生的原因以及泵内速度误差的大小，提出控制误差的方法，对离心泵内部流动进行了高速摄像测量。结果 表明，选择合适的拍摄距离和拍摄频率，提高图像的分辨率和判读点的识别精度，能有效控制速度误差。分析叶轮和蜗 壳内的流动时，应选择合适的图像判读间隔，以协调点输入造成的误差和弧弦差造成的误差，当拍摄频率为 2 000 帧/s，判 读间隔为 6 幅时，可达到最小误差 0.41%；分析泵进口和出口直管段内的流动时，可忽略弧弦差造成的误差。叶轮半径 从 0.125 m 减小到 0.02 m 时，测量误差从 0.41%增加到 2.48%，随着叶轮半径的减小，测量误差增大。在分析不同叶轮半 径位置处的速度时，为了减小测量误差，应选择不同的图像判读间隔。研究结果可为提高旋转机械内部流动测量精度提 供参考。 关键词：离心泵；高速摄像；误差分析；内部流动 doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2015.24.008 中图分类号：TH311 文献标志码：A 文章编号： 1002-6819(2015)-24-0052-07 邵春雷，顾伯勤，周剑锋，程文洁. 离心泵内部流动高速摄像测量及误差分析[J]. 农业工程学报，2015，31(24)： 52－58. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2015.24.008 Shao Chunlei, Gu Boqin, Zhou Jianfeng, Cheng Wenjie. Internal flow measurement in centrifugal pump by high speed photography and error analysis[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(24): 52 － 58. (in Chinese with English abstract) doi ： 10.11975/j.issn.1002-6819.2015.24.008 了低比转速离心泵内部空化演化过程。Shungo 等[23]采用高 0 引 言 速摄像技术对多个离心泵叶轮内汽蚀现象进行了研究。但 离心泵内部流动十分复杂[1-4]，仅靠理论研究来正确预 是，这些文献中均未进行详细的误差分析，一些关于高速 测泵内部流态和设计高效率的泵有相当难度，常见的离心 摄像测量误差分析的文献有一定的参考价值[24-25]，但多以 泵内部流动测量技术有[5] [6-8] ：粒子图像测速技术（PIV ） 、 做直线运动时的速度误差是否满足要求来确定图像判读 [9-10]