CN114486314B - 一种双曲面搅拌机性能测试装置及方法 - Google Patents
一种双曲面搅拌机性能测试装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114486314B CN114486314B CN202210111122.2A CN202210111122A CN114486314B CN 114486314 B CN114486314 B CN 114486314B CN 202210111122 A CN202210111122 A CN 202210111122A CN 114486314 B CN114486314 B CN 114486314B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hyperboloid
- fluid
- stirrer
- mixer
- flow velocity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 140
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 125
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 9
- 238000011056 performance test Methods 0.000 claims description 8
- 238000010998 test method Methods 0.000 claims description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 5
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 5
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- G01M99/005—Testing of complete machines, e.g. washing-machines or mobile phones
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
- G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- G01M99/007—Subject matter not provided for in other groups of this subclass by applying a load, e.g. for resistance or wear testing
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
Abstract
本发明提供一种双曲面搅拌机性能测试装置和方法，性能测试装置包括垫板、至少四个压力传感器、测试导流筒和两个流量计，垫板设置在工作桥的顶面与机架之间；压力传感器以传动轴所在的直线为中心线均匀分布在垫板的上表面，且位于机架与垫板之间；测试导流筒套设在双曲面搅拌机的传动轴外，且位于机架与叶轮之间；流量计设置在测试导流筒的外壁，且两个流量计分别位于测试导流筒的同一横截面上相垂直的两条直径上。本发明的双曲面搅拌机性能测试装置及方法，能同时测定轴向推力和流场流速，从而可以求出双曲面搅拌机的效率和机组总效率，结构简单，方法可靠。
Description
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种双曲面搅拌机性能测试装置及方法。
背景技术
双曲面搅拌机是一种搅拌、混合设备，适用于环保、市政、能源、食品等行业需要对液体与固体、液体与气体或三相混合液进行搅拌、混合的场所。双曲面搅拌机工作时，叶轮绕旋转轴旋转，水流由叶轮上方吸入，随双曲面叶轮高速切向甩出，触碰至池壁后改变运动方向垂直向上运动，到达液面后又沿叶轮轴周围下行，形成上下环流。双曲面搅拌机试验时，只能测定电机的电流、电压参数，而搅拌机的轴向推力和效率是其最重要指标，目前双曲面搅拌机的轴向推力等性能参数和输出功率(有功功率)的测试无切实可行的方法。
发明内容
本发明针对上述不足，提供一种双曲面搅拌机性能测试装置及方法，能同时测定轴向推力和流场流速，从而可以求出双曲面搅拌机的效率和机组总效率，结构简单，方法可靠。
为解决上述技术问题，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供一种双曲面搅拌机性能测试装置，包括垫板、至少四个压力传感器、测试导流筒和两个流量计，双曲面搅拌机的机架固定在工作桥上，双曲面搅拌机的下部位于检测池中；所述垫板设置在工作桥的顶面与机架之间；压力传感器以传动轴所在的直线为中心线均匀分布在垫板的上表面，且位于机架与垫板之间；所述测试导流筒套设在双曲面搅拌机的传动轴外，且位于机架与叶轮之间；所述流量计设置在所述测试导流筒的外壁，且两个流量计分别位于测试导流筒的同一横截面上相垂直的两条直径上。
作为本发明实施例的进一步改进，所述测试导流筒内的流体向下流动，测试导流筒外的流体向上流动。
作为本发明实施例的进一步改进，所述垫板的水平度不大于0.1％。
作为本发明实施例的进一步改进，所述测试导流筒顶端与液面的距离为800～1000mm。
作为本发明实施例的进一步改进，所述测试导流筒底端与叶轮顶端的距离大于300mm。
作为本发明实施例的进一步改进，所述叶轮底端与检测池池底的距离大于300mm。
作为本发明实施例的进一步改进，所述测试导流筒通过连接杆与检测池内壁连接。
第二方面，本发明实施例还提供一种双曲面搅拌机性能测试方法，采用上述双曲面搅拌机性能测试装置，所述测试方法包括以下步骤：
步骤10)安装好双曲面搅拌机性能测试装置后，根据压力传感器所受到的垂直向下的力，将所有压力传感器测得的压力值相加，得到双曲面搅拌机的重量；
步骤20)启动双曲面搅拌机，调整双曲面搅拌机的电机频率，待运行平稳后，根据压力传感器所受到的垂直向下的力，将所有压力传感器测得的压力值相加，得到双曲面搅拌机的运行时轴向力与重量之和；
步骤30)利用流量计测得向下流体的平均流量，根据测试导流筒与检测池之间的横截面积，得到向上流体的平均流速；
步骤40)利用式(1)计算得到双曲面搅拌机的有功功率：
式中，W有功表示双曲面搅拌机的有功功率，F推表示双曲面搅拌机的运行时轴向推力，F推＝F时-F前，F时表示双曲面搅拌机的运行时轴向力与重量之和，F前表示双曲面搅拌机的重量，
表示向上流体的平均流速；
步骤50)利用式(2)计算得到双曲面搅拌机的效率：
式中，η机表示双曲面搅拌机的效率，W搅拌机表示搅拌机的输入功率；
步骤60)利用式(3)计算得到双曲面搅拌机的机组总效率：
式中，η总表示双曲面搅拌机的机组总效率，W电机表示电机的输入功率。
作为本发明实施例的进一步改进，所述步骤10)前还包括：
步骤01)利用搅拌机预测装置确定测试导流筒的直径；
所述搅拌机预测装置包括预测筒和至少四组测速仪，所述预测筒套设在双曲面搅拌机的传动轴外，且位于机架与叶轮之间；测速仪均安装在预测筒的外壁，且沿周向均匀分布在预测筒同一横截面上；每组测速仪包括第一测速仪和第二测速仪，第一测速仪和第二测速仪位于同一铅垂线上；第一测速仪用于测量向上的流体流速，第二测速仪用于测量向下的流体流速。
作为本发明实施例的进一步改进，所述步骤01)具体包括：
步骤011)安装好搅拌机预测装置后，启动双曲面搅拌机；待水流稳定后，利用第一流速仪测得向上的流体平均流速，利用第二流速仪测得向下的流体平均流速；
步骤012)如果向上的流体平均流速等于向下的流体平均流速，则测试导流筒的直径选择为当前位于同一直线上的两组测速仪之间的距离；如果向上的流体平均流速小于向下的流体平均流速，则将测速仪同步向检测池池壁方向移动预设单位距离，进行固定，执行步骤011)，直至向上流体的平均流速等于向下流体的平均流速；如果向上的流体平均流速大于向下的流体平均流速，则将测速仪同步向预测筒内方向移动预设单位距离，进行固定，执行步骤011)，直至向上流体的平均流速等于向下流体的平均流速。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：本发明提供的双曲面搅拌机性能测试装置及方法，通过在双曲面搅拌机的机架和工作桥之间设置垫板，用于安装至少四个压力传感器，利用压力传感器测量得到双曲面搅拌机的运行时轴向推力，利用两个流量计测量得到双曲面搅拌机向上流体的平均流速，根据运行时轴向推力和向上流体的平均流速，计算得到双曲面搅拌机的效率和机组总效率。本发明实施例的测试装置简单实用，测试方法可靠，操作方便，有效解决双曲面搅拌机的效率测试困难的问题，为双曲面搅拌机的设计、选型和能效的判定提供有效依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例的双曲面搅拌机性能测试装置的结构主视图；
图2是本发明实施例的双曲面搅拌机性能测试装置的结构俯视图；
图3时本发明实施例中搅拌机预测装置的结构主视图。
图中有：电机1、减速机2、垫板3、工作桥4、机架5、连接杆6、传动轴7、叶轮8、测试导流筒9、流量计10、检测池11、压力传感器12、显示器13、紧固件14、预测筒15、第一测速仪16、第二测速仪17、叶轮直径D、测试导流筒顶部与液面之间的距离H1、叶轮顶端与测试导流筒底端之间的距离H2、叶轮底端与池底之间的距离H3、测速仪与池底之间的距离H4。
具体实施方式
以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。应当理解的是，在全部附图中，对应的附图标记表示相同或对应的部件和特征。
本发明实施例提供一种双曲面搅拌机性能测试装置，如图1和图2所示，测试装置包括双曲面搅拌机、检测池11、工作桥4、垫板3、测试导流筒9、两个流量计10、至少四个压力传感器12和显示器13。双曲面搅拌机包含从上向下依次连接的电机1、减速机2、机架5、传动轴7和叶轮8。减速机2的输入轴与电机轴相连接，减速机2的输出轴与机架5的输入轴相连接，传动轴7与机架5的输出轴相连接，叶轮8与传动轴7相连接。机架5作为整个双曲面搅拌机的基准，机架5的上端是动力部件，机架5的下端是工作部件。
双曲面搅拌机的机架5固定在工作桥4上，双曲面搅拌机的下部位于检测池11中。垫板3设置在工作桥4的顶面与机架5之间。优选的，垫板3上设有螺纹孔，螺纹孔用于将机架5通过紧固件14固定在工作桥4上。压力传感器12以传动轴7所在的直线为中心线均匀分布在垫板3的上表面，且位于机架5与垫板3之间。测试导流筒9套设在双曲面搅拌机的传动轴7外，且位于机架5与叶轮8之间。流量计10设置在测试导流筒9的外壁，且两个流量计10分别位于测试导流筒的同一横截面上相垂直的两条直径上。
本发明实施例的双曲面搅拌机性能测试装置，通过在双曲面搅拌机的机架5和工作桥4之间设置垫板3，用于安装压力传感器12。至少四个压力传感器12均匀分布在垫板3的上表面，各个压力传感器受力比较均匀，提高测量精度。当双曲面搅拌机不工作时，压力传感器12受到由于双曲面搅拌机自身重量而产生的垂直向下的力作用，压力传感器12将压力量值转换为相关电信号，传递给相应显示器13，读取显示器13的读数，所有压力传感器读数之和即为双曲面搅拌机的重量。当双曲面搅拌机工作时，流体作用在叶轮8上力的方向朝下，由于双曲面搅拌机从下而上依次为叶轮8、传动轴7、机架5、减速机2和电机1，因此，叶轮8受到的向下的力通过传动轴7传递给机架5，即机架5受到垂直向下的力作用，该力作用在压力传感器12的上端，压力传感器12受到垂直向下的力作用，压力传感器12将压力量值转换为相关电信号，传递给相应显示器13，读取显示器13的读数，所有压力传感器读数之和即为双曲面搅拌机的运行时轴向力与重量之和。要得到向上流体的流速，常规方法是直接采用测速仪进行测量。但是测试导流筒9外向上的流体，同一横截面上不同半径处的流速相差很大，接近测试导流筒外壁的流速较低，接近检测池内壁的流速较高，在某一半径处测得的流速与真实的流速之间存在偏差，影响性能测试的准确性。如果在相同横截面的不同半径处设置多个测速仪，可求得向上流体的平均流速，但是增加了安装难度和成本。本发明实施例中，测试导流筒外壁设置流量计，用于测量测试导流筒9内向下流体的流量。由于测试导流筒9为规则形状，并且截面尺寸远远小于筒壁到检测池11之间的截面，因此，采用在筒壁外侧设置流量计测量流量精度更高，计算出的向上平均流速精度同步提高。假设测试导流筒9与检测池11之间向上流体的流量等于测试导流筒9内向下流体的流量，用向下流体的流量平均值除以导流筒9与检测池11之间的横截面积即可得到向上流体的平均流速，得到的平均流速准确性高，且安装简单。考虑到测试导流筒内的流体从上端四周进入，若在四周进水不均匀的情况下，单一方向测量流量不准确。本发明实施例将2个流量计分别设置在互相垂直的方向，读取流量计10读数，求得向下流体的流量平均值，提高流量测量的准确性。
本发明实施例的双曲面搅拌机性能测试装置，利用压力传感器12可测量计算得到双曲面搅拌机的运行时轴向推力，利用两个流量计10测量计算得到双曲面搅拌机的向上流体的平均流速，根据运行时轴向推力和向上流体的平均流速，计算得到双曲面搅拌机的效率和机组总效率。本发明实施例的测试装置简单实用，操作方便，有效解决双曲面搅拌机的效率测试困难的问题，为双曲面搅拌机的设计、选型和能效的判定提供有效依据。
作为优选例，测试导流筒9内的流体向下流动，测试导流筒9外的流体向上流动。双曲面搅拌机运行时，叶轮8旋转带动叶轮外圈的水流向上和向外流动后再向内和向下流动，从而形成循环流体。选择合适直径的测试导流筒9，使得测试导流筒9的筒壁正好位于向上流动的流体和向下流动的流体的交界处，测试导流筒9内的流体全部向下流动，没有向上流动的流体，测试导流筒9外的流体全部向上流动，没有向下流动的流体。安装在测试导流筒9外壁的流量计可准确测得测试导流筒内向下流体的流量，从而计算测试导流筒外向上流体的流速，继而提高得到的双曲面搅拌机的效率和机组总效率的准确性。
作为优选例，垫板3固定在工作桥4顶面的中央位置，垫板3装配后用水平仪检验并校验，保证其水平度不大于0.1％。较高的水平度是双曲面搅拌机安全可靠运行和保证测量精度的基础，设置这样的水平精度有三个方面的作用：一是，能充分保证机架5的轴线处于垂直状态，从而使传动轴7有较高的垂直度，保证叶轮8旋转时，机架5受到的径向力较小，使轴向力的测量更加准确。二是，可以保证压力传感器12的轴线与受力的轴线重合，使倾斜负荷的影响减至最低。三是，可以保证每个压力传感器12所承受的力基本一致，同时使偏心负荷减至最小，以提高测量精度。
优选的，检测池11为正方形水池，检测池面积为叶轮8投影面积的8～12倍，双曲面搅拌机工作时，以形成上下环流，使搅拌机的轴向推力测量可靠。
或者，检测池11为圆形水池，圆形水池检测时，在四周设置紊流板，避免形成旋流而影响轴向推力测量的精度。
作为优选例，测试导流筒9通过连接杆6设置在检测池11的中央。优选的，连接杆6数量为8只，连接杆分两层布置，每层设置4只，在测试导流筒的圆周方向均布，上下两层连接杆的方位相同。
作为优选例，测试导流筒9为上下连通的空心薄壁圆柱体，测试导流筒9顶部与液面之间的距离H1为800mm-1000mm。该设置有利于测试导流筒9外侧与池壁之间的水流很方便的从测试导流筒9的上端进入到筒体内，然后再从筒体的下端流入到测试导流筒9的外侧，从而在检测池中形成上下环流。
作为优选例，叶轮8的底端与池底之间的距离H3大于300mm，这样设置可使池底无沉淀，池中混合均匀，轴向力保持稳定，以保证测量精度。
作为优选例，叶轮8的顶端与测试导流筒9的底端之间的距离H2大于300mm，以保证测试导流筒9中的水顺利的从测试导流筒的底端流入到测试导流筒外。
优选的，电机1为变频电机，采用变频电机可以用一个动力部件来代替不同功率的双曲面搅拌机的性能试验，以测定不同功率(不同转速)的双曲面搅拌机的轴向推力与流速，以减少试验装置的成本。双曲面搅拌机的功率与叶轮直径和转速有关，当叶轮直径确定后，通过配置不同转速(调整变频电机的频率)的动力部件，即可实现不同功率的双曲面搅拌机的性能测试。
本发明实施例还提供一种双曲面搅拌机性能测试方法，采用上述实施例的双曲面搅拌机性能测试装置。测试方法包括以下步骤：
步骤10)安装好双曲面搅拌机性能测试装置后，根据压力传感器12所受到的垂直向下的力，将所有压力传感器12测得的压力值相加，得到双曲面搅拌机的重量
步骤20)启动双曲面搅拌机，调整双曲面搅拌机的电机频率，待运行平稳后，根据压力传感器12所受到的垂直向下的力，将所有压力传感器12测得的压力值相加，得到双曲面搅拌机的运行时轴向力与重量之和。
步骤30)利用流量计10测得向下流体的流量，将两个流量计测得的流量值求平均，得到向下流体的平均流量。将向下流体的平均流量除以测试导流筒9与检测池11之间的横截面积，得到向上流体的平均流速。
步骤40)利用式(1)计算得到双曲面搅拌机的有功功率：
式中，W有功表示双曲面搅拌机的有功功率，F推表示运行时轴向推力，F推＝F时-F前，F时表示双曲面搅拌机的运行时轴向力和重量之和，F前表示双曲面搅拌机的重量，
表示向上流体的平均流速。
步骤50)利用式(2)计算得到双曲面搅拌机的效率：
式中，η机表示双曲面搅拌机的效率，W搅拌机表示搅拌机的输入功率。
步骤60)利用式(3)计算得到双曲面搅拌机的机组总效率：
式中，η总表示双曲面搅拌机的机组总效率，W电机表示电机的输入功率。
步骤70)分别调整双曲面搅拌机的电机频率，执行步骤20)至步骤60)，进行不同功率下的双曲面搅拌机性能测试。
本发明实施例的双曲面搅拌机性能测试方法，通过在双曲面搅拌机的机架和工作桥之间设置垫板，用于安装至少四个压力传感器，利用压力传感器测量得到双曲面搅拌机的运行时轴向推力，利用两个流量计测量得到双曲面搅拌机时向下流体的平均流速，根据运行时轴向推力和向上流体的平均流速，计算得到双曲面搅拌机的效率和机组总效率。本发明实施例的测试方法可靠，操作方便，有效解决双曲面搅拌机的效率测试困难的问题，为双曲面搅拌机的设计、选型和能效的判定提供有效依据。
考虑到双曲面搅拌机工作时，在靠近检测池11池壁处流体流动的方向向上，而在测试导流筒外壁处既有向上运动的流体，又有向下运动的流体。一方面，采用不同直径的测试导流筒，在同一横截面上各点的流速相差较大。如果测试导流筒直径选择较小，则测试导流筒外除了流动方向为从下向上的流体外，在靠近测试导流筒外壁处还有流动方向为从上向下的流体。由于测试导流筒外侧有向下的流体会抵消向上流体的流速，越靠近筒壁，向上的流速越小。当在测试导流筒外侧用流速仪测量向上的流速时，测得向上的流速偏小。如果测试导流筒直径选择过大，则测试导流筒内除了流动方向为从上向下的流体外，在靠近测试导流筒内壁处还有流动方向为从下向上的流体。由于较小流速的向上流体位于测试导流筒内，当在测试导流筒外侧用流速仪测量向上的流速时，测得向上的流速偏大。当导流筒直径较大或较小时都不能真实反映向上流体的流速，在测量向上流动的平均流速时，其误差很大。另一方面，双曲面搅拌机产生的向上的流体在横截面上不同半径处的流速不同，差异也较大，即使在每个方向设置2只测速仪，测量其平均流速误差也较大。因此，需要保证测试导流筒9内的流体向下流动，测试导流筒9外的流体向上流动。
作为优选例，本发明实施例方法中，执行步骤10)前还包括：
步骤01)利用搅拌机预测装置确定测试导流筒9的直径。
如图3所示，搅拌机预测装置包括预测筒15和至少四组测速仪，预测筒15套设在双曲面搅拌机的传动轴7外，且位于机架5与叶轮8之间。测速仪均安装在预测筒15的外壁，且沿均匀分布在预测筒同一横截面上。每组测速仪包括第一测速仪16和第二测速仪17，第一测速仪16和第二测速仪17位于同一铅垂线上。第一测速仪16用于测量向上的流体流速，第二测速仪17用于测量向下的流体流速。本发明实施例考虑到有可能在预测筒四周存在流速不均匀现象，设置至少四组测度仪，将至少四个第一测度仪的测量值求平均作为向上的流体流速，将至少四个第二测度仪的测量值求平均作为向下的流体流速，提高速度测量的准确性。
本优选实施例采用搅拌机预测装置，得到测试导流筒9的直径。使用该直径的测试导流筒9进行性能测试时，测试导流筒9的筒壁正好位于向上流动的流体和向下流动的流体的交界处，可近似认为测试导流筒内不会存在向上的流体，测试导流筒外不会存在向下的流体，安装在测试导流筒9外壁的流量计可准确测得测试导流筒内向下流体的流量，从而计算得到测试导流筒外向上流体的流速，能真实反应向上流体的平均流速，继而提高得到的双曲面搅拌机的效率和机组总效率的准确性。
优选的，预测筒15通过连接杆6设置在检测池11的中央。连接杆6数量为8只，连接杆分两层布置，每层设置4只，在预测筒15圆周方向均布，上下两层连接杆的方位相同。
优选的，下层连接杆6与池底之间的距离为H4，H4等于检测池11中水深的一半，这样能比较真实反映流体的平均流速。第一测速仪16和第二测速仪17设置在下层连接杆6上，测得的向上流体的流速和向下流体的流速更准确。
优选的，第一测速仪16和第二测速仪17数量各为4只，每两只成组设置在连接杆6上，沿四周均布。
作为优选例，预测筒15为上下连通的空心薄壁圆柱体，预测筒15顶部与液面之间的距离H1为800mm-1000mm。该设置有利于预测筒15外侧与池壁之间的水流很方便的从预测筒15的上端进入到筒体内，然后再从筒体的下端流入到预测筒15的外侧，从而在检测池11中形成上下环流。
作为优选例，步骤01)具体包括：
步骤011)启动双曲面搅拌机，待水流稳定后，利用第一流速仪16测得向上的流体平均流速，利用第二流速仪17测得向下的流体平均流速。
步骤012)如果向上的流体平均流速等于向下的流体平均流速，则测试导流筒9的直径选择为当前位于同一直线上的两组测速仪之间的距离。如果向上的流体平均流速小于向下的流体平均流速，则将测速仪同步向检测池池壁方向移动预设单位距离，进行固定，执行步骤011)，直至向上流体的平均流速等于向下流体的平均流速。如果向上的流体平均流速大于向下的流体平均流速，则将测速仪同步向预测筒内方向移动预设单位距离，进行固定，执行步骤011)，直至向上流体的平均流速等于向下流体的平均流速。
本优选实施例采用搅拌机预测装置，通过第一流速仪16测得向上的流体平均流速，利用第二流速仪17测得向下的流体平均流速，调整测速仪的位置，直至第一流速仪测得的向上流体的平均流速等于第二流速仪测得的向下流体的平均流速，将当前位于同一直线上的两组测速仪之间的距离作为测试导流筒9的直径。使用该直径的测试导流筒9进行性能测试时，测试导流筒9的筒壁正好位于向上流动的流体和向下流动的流体的交界处，可近似认为测试导流筒内不会存在向上的流体，测试导流筒外不会存在向下的流体，安装在测试导流筒9外壁的流量计可准确测得测试导流筒内向下流体的流量，从而计算得到测试导流筒外向上流体的流速，能真实反映向上流体的平均流速，继而提高得到的双曲面搅拌机的效率和机组总效率的准确性。
本发明实施例的双曲面搅拌机性能测试装置和方法可用于测试双曲面搅拌机在清水介质中的性能，也可用于测试双曲面搅拌机在不同浓度介质中的性能。
将本发明实施例的双曲面搅拌机性能测试方法用于测试在不同浓度介质中的性能，包括以下步骤：
1.根据检测池11中清水的容积，按1％、2％和3％的污水浓度分别计算所需的干泥土重量W1、W2和W3。
2.在检测池11中加入重量为W1的干泥土，启动双曲面搅拌机，使干泥土充分溶解。测得不同功率下的双曲面搅拌机在污水浓度为1％时受到的轴向推力和向上流体的平均流速。
3.按W2和W3的干泥土重量，分别配制2％和3％污水浓度的污水，测量不同浓度下不同功率下受到的轴向推力和向上流体的平均流速。
4.污水含量在1％-2％以及在2％-3％之间的不同功率下的轴向推力和向上流体的平均流速采用插入法进行计算。
5.根据在不同浓度不同功率下的轴向推力和向上流体的平均流速，利用式(1)计算得到不同介质浓度不同功率下的有功功率，利用式(2)计算得到不同介质浓度不同功率下的搅拌机的效率，利用式(3)计算得到不同介质浓度不同功率下的搅拌机机组的总效率。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种双曲面搅拌机性能测试装置，其特征在于，包括垫板(3)、至少四个压力传感器(12)、测试导流筒(9)和两个流量计(10)，双曲面搅拌机的机架(5)固定在工作桥(4)上，双曲面搅拌机的下部位于检测池(11)中；所述垫板(3)设置在工作桥(4)的顶面与机架(5)之间；压力传感器(12)以传动轴(7)所在的直线为中心线均匀分布在垫板(3)的上表面，且位于机架(5)与垫板(3)之间；所述测试导流筒(9)套设在双曲面搅拌机的传动轴(7)外，且位于机架(5)与叶轮(8)之间；所述流量计(10)设置在所述测试导流筒(9)的外壁，且两个流量计(10)分别位于测试导流筒的同一横截面上相垂直的两条直径上。
2.根据权利要求1所述的双曲面搅拌机性能测试装置，其特征在于，所述测试导流筒(9)内的流体向下流动，测试导流筒(9)外的流体向上流动。
3.根据权利要求1所述的双曲面搅拌机性能测试装置，其特征在于，所述垫板(3)的水平度不大于0.1％。
4.根据权利要求1所述的双曲面搅拌机性能测试装置，其特征在于，所述测试导流筒(9)顶端与液面的距离为800～1000mm。
5.根据权利要求1所述的双曲面搅拌机性能测试装置，其特征在于，所述测试导流筒(9)底端与叶轮(8)顶端的距离大于300mm。
6.根据权利要求1所述的双曲面搅拌机性能测试装置，其特征在于，所述叶轮(8)底端与检测池(11)池底的距离大于300mm。
7.根据权利要求1所述的双曲面搅拌机性能测试装置，其特征在于，所述测试导流筒(9)通过连接杆(6)与检测池(11)内壁连接。
8.一种双曲面搅拌机性能测试方法，其特征在于，采用权利要求1～7任意一项所述的双曲面搅拌机性能测试装置，所述测试方法包括以下步骤：
步骤10)安装好双曲面搅拌机性能测试装置后，根据压力传感器(12)所受到的垂直向下的力，将所有压力传感器(12)测得的压力值相加，得到双曲面搅拌机的重量；
步骤20)启动双曲面搅拌机，调整双曲面搅拌机的电机频率，待运行平稳后，根据压力传感器(12)所受到的垂直向下的力，将所有压力传感器(12)测得的压力值相加，得到双曲面搅拌机的运行时轴向力与重量之和；
步骤30)利用流量计测得向下流体的平均流量，根据测试导流筒(9)与检测池(11)之间的横截面积，得到向上流体的平均流速；
步骤40)利用式(1)计算得到双曲面搅拌机的有功功率：
式中，W有功表示双曲面搅拌机的有功功率，F推表示双曲面搅拌机的运行时轴向推力，F推＝F时-F前，F时表示双曲面搅拌机的运行时轴向力与重量之和，F前表示双曲面搅拌机的重量，
表示向上流体的平均流速；
步骤50)利用式(2)计算得到双曲面搅拌机的效率：
式中，η机表示双曲面搅拌机的效率，W搅拌机表示搅拌机的输入功率；
步骤60)利用式(3)计算得到双曲面搅拌机的机组总效率：
式中，η总表示双曲面搅拌机的机组总效率，W电机表示电机的输入功率。
9.根据权利要求8所述的双曲面搅拌机性能测试方法，其特征在于，所述步骤10)前还包括：
步骤01)利用搅拌机预测装置确定测试导流筒(9)的直径；
所述搅拌机预测装置包括预测筒(15)和至少四组测速仪，所述预测筒(15)套设在双曲面搅拌机的传动轴(7)外，且位于机架(5)与叶轮(8)之间；测速仪均安装在预测筒(15)的外壁，且沿周向均匀分布在预测筒同一横截面上；每组测速仪包括第一测速仪(16)和第二测速仪(17)，第一测速仪(16)和第二测速仪(17)位于同一铅垂线上；第一测速仪(16)用于测量向上的流体流速，第二测速仪(17)用于测量向下的流体流速。
10.根据权利要求9所述的双曲面搅拌机性能测试方法，其特征在于，所述步骤01)具体包括：
步骤011)安装好搅拌机预测装置后，启动双曲面搅拌机；待水流稳定后，利用第一流速仪(16)测得向上的流体平均流速，利用第二流速仪(17)测得向下的流体平均流速；
步骤012)如果向上的流体平均流速等于向下的流体平均流速，则测试导流筒(9)的直径选择为当前位于同一直线上的两组测速仪之间的距离；如果向上的流体平均流速小于向下的流体平均流速，则将测速仪同步向检测池池壁方向移动预设单位距离，进行固定，执行步骤011)，直至向上流体的平均流速等于向下流体的平均流速；如果向上的流体平均流速大于向下的流体平均流速，则将测速仪同步向预测筒内方向移动预设单位距离，进行固定，执行步骤011)，直至向上流体的平均流速等于向下流体的平均流速。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210111122.2A CN114486314B (zh) | 2022-01-25 | 2022-01-25 | 一种双曲面搅拌机性能测试装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210111122.2A CN114486314B (zh) | 2022-01-25 | 2022-01-25 | 一种双曲面搅拌机性能测试装置及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114486314A CN114486314A (zh) | 2022-05-13 |
| CN114486314B true CN114486314B (zh) | 2022-11-08 |
Family
ID=81479596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210111122.2A Active CN114486314B (zh) | 2022-01-25 | 2022-01-25 | 一种双曲面搅拌机性能测试装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114486314B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2035213C1 (ru) * | 1991-03-01 | 1995-05-20 | Николай Иванович Бугай | Способ газонасыщения жидких сред и устройство для его осуществления |
| CN108225634A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-06-29 | 合肥工业大学 | 一种用于双曲面搅拌机的能效测定装置及测定方法 |
| CN209997521U (zh) * | 2019-05-13 | 2020-01-31 | 常州市鼎亨机电设备有限公司 | 双曲面搅拌机双板式机架 |
| CN211754478U (zh) * | 2020-01-20 | 2020-10-27 | 浙江固雅环境装备有限公司 | 一种双曲面搅拌机 |
| CN213834606U (zh) * | 2020-12-06 | 2021-07-30 | 南京深蓝水处理技术有限公司 | 一种污水处理的双曲面搅拌机 |
-
2022
- 2022-01-25 CN CN202210111122.2A patent/CN114486314B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2035213C1 (ru) * | 1991-03-01 | 1995-05-20 | Николай Иванович Бугай | Способ газонасыщения жидких сред и устройство для его осуществления |
| CN108225634A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-06-29 | 合肥工业大学 | 一种用于双曲面搅拌机的能效测定装置及测定方法 |
| CN209997521U (zh) * | 2019-05-13 | 2020-01-31 | 常州市鼎亨机电设备有限公司 | 双曲面搅拌机双板式机架 |
| CN211754478U (zh) * | 2020-01-20 | 2020-10-27 | 浙江固雅环境装备有限公司 | 一种双曲面搅拌机 |
| CN213834606U (zh) * | 2020-12-06 | 2021-07-30 | 南京深蓝水处理技术有限公司 | 一种污水处理的双曲面搅拌机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114486314A (zh) | 2022-05-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105222831A (zh) | 一种气液两相流计量装置和方法 | |
| Aiba | Flow patterns of liquids in agitated vessels | |
| CN105954543A (zh) | 一种流速仪高速直线公式积分检定法及其检定设备 | |
| CN114486314B (zh) | 一种双曲面搅拌机性能测试装置及方法 | |
| CN106643924A (zh) | 基于文丘里管的高温导电液体流量测量装置及方法 | |
| CN102393236B (zh) | 一种气体涡轮流量计的仪表系数自校正方法 | |
| CN112526160A (zh) | 微流速测量装置及具有该装置的热工水力学实验台和方法 | |
| CN109029595A (zh) | 一种气体微流量计量装置 | |
| CN208156031U (zh) | 一种适用于液体表面流速的测定装置 | |
| CN103528922B (zh) | 一种测量动态泥沙体积浓度方法及装置 | |
| CN105044382A (zh) | 一种测量潜水搅拌器整体流速的测试台和方法 | |
| CN114755142A (zh) | 压浆料流动度的检测方法 | |
| CN207675345U (zh) | 一种用于双曲面搅拌机的能效测定装置 | |
| CN108225634A (zh) | 一种用于双曲面搅拌机的能效测定装置及测定方法 | |
| CN108152179B (zh) | 一种多功能悬沙浓度标定系统 | |
| CN212932282U (zh) | 一种黄河水利水文测报设备 | |
| CN212867529U (zh) | 钻井液出口流量测量装置 | |
| CN208287873U (zh) | 一种差压式石灰石浆液配制罐 | |
| CN106706951A (zh) | 基于釜底压力测量的多相搅拌釜搅拌器气泛转速测量方法 | |
| CN210269479U (zh) | 一种模拟旋转流道叶片磨损量测量的实验装置 | |
| CN114136383B (zh) | 一种适用于灌浆全过程的高精度灌浆流量检测方法与装置 | |
| CN1595070A (zh) | 前导流装置及带有该前导流装置的涡轮气体流量测量装置 | |
| RU2825985C1 (ru) | Шариковый массовый расходомер | |
| CN110132778A (zh) | 一种模拟旋转流道叶片磨损量测量的实验装置 | |
| CN208013030U (zh) | 一种多功能悬沙浓度标定系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230814 Address after: 6/F, Block B, Lvyi International Plaza, No. 2, Mount Huangshan Road, Jianye District, Nanjing, Jiangsu Province, 210017 Patentee after: Ma Zhiheng Address before: 6/F, Block B, Lvyi International Plaza, No. 2, Mount Huangshan Road, Jianye District, Nanjing, Jiangsu Province, 210017 Patentee before: Nanjing Tianzhicheng Engineering Project Management Consulting Co.,Ltd. Effective date of registration: 20230814 Address after: 6/F, Block B, Lvyi International Plaza, No. 2, Mount Huangshan Road, Jianye District, Nanjing, Jiangsu Province, 210017 Patentee after: Nanjing Tianzhicheng Engineering Project Management Consulting Co.,Ltd. Address before: No. 188 Xinle Road, Liuhe District, Nanjing City, Jiangsu Province Patentee before: NANJING POLYTECHNIC INSTITUTE |
|
| TR01 | Transfer of patent right |