CN114876822A - 一种可实现均匀加气的离心泵注气汽蚀性能测试系统及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可实现均匀加气的离心泵注气汽蚀性能测试系统及测试方法。主要包括液相循环系统、供气系统、调压系统、泵段和数据采集系统。汽蚀罐的底部出口通过进口管路连接到泵段进口端，进水管路连接混气装置，泵段的出口端连接出口管路，出口管路伸入排气水箱中，排气水箱底部的出口通过回流管路连接到汽蚀罐中部进口。本发明可实现离心泵在来流含气均匀分布下水力性能和空化性能的测试，以及相应的压力脉动、液载噪声的测量。该系统解决了目前液氧煤油发动机离心泵的注气汽蚀试验中，管路中的气液两相分布不均，致使试验结果不理想的问题，结构简单，操作方便，测试结果准确度高。
Description
技术领域
本发明属于泵性能测试领域，特别涉及一种可实现均匀加气的离心泵注气汽蚀性能测试系统及测试方法。
背景技术
气液两相混输现象广泛存在于航空航天、石油化工、核电工程等高端用泵领域，离心泵作为上述领域中常用的核心设备逐渐成为目前研究的重点和热点。
气液混输工况下，离心泵的流动特性相比单相流动更加复杂多变，且会产生剧烈的振动现象，严重时发生喘振从而影响系统的可靠运行。
目前国内外对离心泵气液两相性能的试验研究主要是在进口常压条件下进行的，而对其在不同进口压力条件下的气液两相性能研究则鲜有涉猎。
经检索，与本发明相关的专利申请有：一种离心泵气液两相流性能测试系统及其测试方法(公开号CN105909536A)，该发明的特点是可以实现对不同进口压力条件下的气液两相性能进行试验研究。但该发明的测试系统缺少专门的均匀加气装置，往往会导致段塞流等气液不均匀的工况出现，对离心泵的外特性和工作稳定性影响较大；同时仅采用了一个转子式气体流量计，若流量计量程较大，则测量精度较低，且转子式气体流量计存在一定的读取误差，导致整个系统的测试精度较低，测试结果存在较大误差。
因此建立能够提供均匀气液混合来流、可以测试不同进口压力条件下离心泵气液两相性能而且测试精度较高的测试系统具有更为重要的意义。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明所要解决的技术问题是，在结构简单、测试精度较高、均匀加气的测试系统上进行离心泵的注气汽蚀性能的测试。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供的技术解决方案如下：一种可实现均匀加气的离心泵注气汽蚀性能测试系统，所述的离心泵测试系统为主要由汽蚀罐(1)、进水管路、进气管路、离心泵(7)、出口管路、排气水箱(11)、回水管路组成的循环回路，汽蚀罐(1)底部出口通过进水管路连接到离心泵(7)进口端，进水管路连接进气管路，离心泵(7)出口端连接出口管路，出口管路伸入排气水箱(11)进口，排气水箱(11)底部的出口通过回水管路连接到汽蚀罐(1)中部；
所述的进水管路包括进水调节阀(2)、进口电磁流量计(3)、进口柔性接头(4)、混气装置(5)、观察段(6)、进口压力传感器(24)和进口压力脉动传感器(25)，离心泵(7)的进口端连接测试管段，测试管段连接进口压力传感器(24)和进口压力脉动传感器(25)，测试管段经观察段(6)连接到混气装置(5)的出口，混气装置(5)气相入口连接进气回路，混气装置(5)的液相入口依次经进口柔性接头(4)、进口电磁流量计(3)、进口调节阀(2)连接到汽蚀罐(1)底部出口；
所述的进气管路包括空气压缩机(18)、气体稳压罐(19)、气体出口调节阀(20)、气体稳压阀(21)、气体质量流量计(22)和气体截止阀(23)，空气压缩机(18)连接到气体稳压罐(19)中部进口，气体稳压罐(19)上部的出口管路依次经过气体出口调节阀(20)、气体稳压阀(21)、气体质量流量计(22)、气体截止阀(23)，连接到混气装置(5)的气相进口；
所述的出口管路包括出口压力传感器(26)、出口压力脉动传感器(27)、水听器(28)、出口柔性接头(10)和出口调节阀(11)。离心泵出口端依次连接出口压力传感器(26)、出口压力脉动传感器(27)、水听器(28)、出口柔性接头(10)和出口调节阀(11)，伸入到排气水箱(12)的进口；
所述的回水管路包括第一出口调节阀(13)、出口电磁流量计(14)、出口截止阀(15)，排气水箱(12)底部出口依次经过第一出口调节阀(13)、出口电磁流量计(14)和出口截止阀(15)连接到汽蚀罐(1)的中部；
所述的汽蚀罐(1)顶部与排气阀(16)和真空泵(17)连接。
进一步，所述的进水管路直径、进口柔性接头(4)直径与离心泵进口直径相同；
所述的进水管路长度大于20倍进口管路直径。
进一步，所述的进口调节阀(2)为闸阀，其阀盖、阀杆及手柄部分安装于敞开式金属容器中，闸阀与金属容器采用焊接方式形成一体，液体介质置于金属容器内，高度高于阀盖顶部位置；敞开式金属容器直径为进口调节阀(2)手柄直径的1.5倍；
所述的汽蚀罐(1)为密闭式不锈钢圆柱形水箱，容积为2400升，汽蚀罐(1)内中部位置安装有溶氧仪(29)；汽蚀罐(1)中所储的液体介质顶部高度为汽蚀罐(1)整体高度的3/4，排气水箱(12)所储的液体介质顶部高度与汽蚀罐(1)保持一致；
所述的排气水箱(12)为敞开式圆柱形水箱，其直径与汽蚀罐(1)的直径相同，其高度为汽蚀罐(1)高度的1/3，排气水箱(12)底部水平高度为汽蚀罐(1)顶部水平高度的2/3；
所述的气体稳压罐(14)为封闭型立式气体罐，其容积为800升。
进一步，所述的气体质量流量计(22)，其量程为0-20L/min，管道内径与进气管路直径一致，测量精度为2％。
进一步，所述的进气管路采用橡胶软管，进气管路直径为进水管路直径的1/5。
进一步，所述的混气装置(5)为四通型混气结构，包括上法兰(501)和下法兰(502)，以及安装于上法兰(501)和下法兰(502)之间的混气段(503)和输气套(504)；
所述的混气段(503)管径与进水管路直径一致，混气段(503)的端面中间位置沿圆周均匀开设有多组径向孔。径向孔的数目为100个，每个径向孔的孔径为1毫米；
所述的输气套(504)直径为混气段(503)管径的2倍，与混气段(503)焊接连接。输气套(504)相互垂直的位置开设进气孔，进气孔焊接连接直通(505)，直通(505)直径与进气管路直径相同。
进一步，所述的观察段(6)采用外方内圆的透明有机玻璃管。观察段(6)内上法兰和内下法兰之间通过紧固螺柱连接。
进一步，所述的离心泵(7)动力输入端经过扭矩仪(8)与电机(9)连接；离心泵(7)在电机(9)的带动下运转时，液体介质从汽蚀罐(1)底部出口流出，通过出口调节阀(11)调节液体介质体积流量，然后通过进气管路中的气体出口调节阀(20)调节气体体积流量，接着通过出口调节阀(11)控制液体介质体积流量不发生变化，气体和液体介质通过混气装置(5)混合后形成气液两相流，气液两相流流经离心泵(6)和出口管路后进入排气水箱(11)，两相流中气体上浮至表面排出，排净气体的液体介质通过回水管路回到汽蚀罐(1)中。
进一步，所述的进口压力传感器(25)和出口压力传感器(26)采集的压力信号，与扭矩仪(8)采集的信号处理得到离心泵在不同含气率的气液两相流下的扬程和效率；
所述的进口压力脉动传感器(24)、出口压力脉动传感器(27)和水听器(28)采集的信号处理得到离心泵在不同含气率的气液两相流下的压力脉动和液载噪声特征。
本发明的一种可实现均匀加气的离心泵注气汽蚀性能测试方法，具体步骤如下：
步骤1：全开进口调节阀(2)和出口调节阀(11)，关闭气体截止阀(23)，向汽蚀罐(1)中加注液体介质，汽蚀罐(1)最高水位位于整体高度4/5的位置，排气水箱(12)最高水位与汽蚀罐(1)最高水位一致；
步骤2：运行离心泵(7)并调节试验转速；
步骤3：调节出口调节阀(11)控制试验流量工况，流量稳定后，采集溶氧仪(29)的数据并记录；
步骤4：开启空气压缩机(18)，调节气体稳压罐(19)压力至设定要求，并保持稳定后，依次开启气体出口调节阀(20)、气体稳压阀(21)、气体质量流量计(22)、气体截止阀(23)，调节气体出口调节阀(20)，将气体流量调节至试验值；
步骤5：开启真空泵(17)，调节汽蚀罐(1)的真空度，降低离心泵(7)的汽蚀余量NPSH，微调出口调节阀(11)使试验流量保持稳定，采集不同汽蚀余量NPSH对应的扬程H，同时采集离心泵(7)的高频特性数据，记录试验数据；
步骤6：每组试验结束后，关闭真空泵(17)、气体截止阀(23)，开启排气阀(16)，恢复试验系统压力至常压并持续运行一段时间后，用溶氧仪(29)采集此时的溶氧量数据，当溶氧量与步骤2中的数据一致后，重复步骤2-5，进行下一组试验；
步骤7：依次关闭真空泵(17)、气体截止阀(23)、空气压缩机(18)、气体出口调节阀(20)、气体稳压阀(21)、气体质量流量计(22)，开启排气阀(16)，恢复试验系统压力至常压后，试验结束。
(三)有益效果
本发明中，用以均匀加气的混气装置可将不凝结气体均匀地加入离心泵进液管路中，使得在不同含气率条件下，气泡均匀地分布在流道内，从而方便获得不同含气率下的离心泵性能和汽蚀曲线，使得离心泵试验系统在气液两相条件下安全运行。
本发明中，混气装置与离心泵进口段之前安装有观察段，可以在试验过程中观察到气液两相流型，进而评判气液两相混合效果。
本发明中，汽蚀罐中安装有溶氧仪，能在每组注气试验后得到液体介质的溶氧量，以保证测试过程中含氧量结果的准确性。
本发明中，气体质量流量计量程范围大、测量精度高，并带有数显功能，能够有效避免试验过程中的误差，以保证气体体积流量测量的高精度。
本发明中，离心泵进、出口端均连接有柔性接头，最大程度上减小管路对离心泵振动、噪声等性能的影响，以保证试验结果的准确性。
因此，本发明所述的一种离心泵气液两相性能测试系统不仅结构简单、操作方便、可满足离心泵多种性能的测试，而且能耗降低、测量精度高。
附图说明
图1为本发明所述的一种离心泵注气汽蚀性能测试系统的结构示意图；
图2为本发明混气装置的结构示意图；
图3为本发明混气装置中混气段的结构示意图；
图4为本发明观察段的结构示意图。
附图标记说明：
1.汽蚀罐，2.进口调节阀，3.进口电磁流量计，4.进口柔性结构，5.混气装置，501.上法兰，502.下法兰，503.混气段，5031.径向孔，504.输气套，505.连接直通，6.观察段，7.离心泵，8.扭矩仪，9.电机，10.出口柔性结构，11.出口调节阀，12.排气水箱，13.第一出口调节阀，14.出口电磁流量计，15.出口截止阀，16.排气阀，17.真空泵，18.空气压缩机，19.气体稳压罐，20.气体出口调节阀，21.气体稳压阀，22.气体质量流量计，23.气体截止阀，24.进口压力脉动传感器，25.进口压力传感器，26.出口压力传感器，27.出口压力脉动传感器，28.水听器，29.溶氧仪。
具体实施方式
为进一步阐明本发明的目的、内容和优点，下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
如图1所示，本发明的离心泵测试系统主要由汽蚀罐1、进水管路、进气管路、离心泵7、出口管路、排气水箱12、回水管路组成的循环回路，汽蚀罐底部出口通过进口管路连接到离心泵7进口端，进口管路连接进气管路，离心泵7出口端连接出口管路，出口管路伸入排气水箱12进口，底部出口通过回水管路连接到汽蚀罐1中部。其中，汽蚀罐1为密封式圆柱形水箱。
汽蚀罐1底部出口通过进口管路依次连接进口调节阀2、电磁流量计3、进口柔性接头4、混气装置5、观察段6，最后与离心泵7进口端连接，进口压力脉动传感器24、进口压力传感器25安装于观察段6与离心泵7进口之间的管路，分别位于离心泵7上游七倍管径和五倍管径处，分别用于测量离心泵进口介质的压力和压力脉动特性。
混气装置5气相进口通过进气管路依次连接气体截止阀23、气体质量流量计22、气体稳压阀21、气体出口调节阀20、气体稳压罐19，最后与空气压缩机18相连，通过气体出口调节阀20控制进气量。
离心泵7出口端通过出口管路依次连接出口压力传感器26、出口压力脉动传感器27、水听器27、出口柔性接头10、出口调节阀11，最后出口管路伸入排气水箱11的进口。出口压力传感器26、出口压力脉动传感器27、水听器28分别安装距离离心泵7出口端五倍管径、七倍管径、十倍管径位置处，分别测量离心泵出口介质的压力、压力脉动和内场噪声。
离心泵7、电机9的中心高与进口管路中心高一致，并安装于固定的底座上，离心泵7动力输入端通过联轴器经过扭矩仪7与电机8连接。
本发明的一种均匀加气的离心泵注气汽蚀性能测试系统，其特殊之处在于：主要由汽蚀罐、进水管路、进气管路、离心泵、出口管路、排气水箱、回水管路组成的循环回路，汽蚀罐底部出口通过进口管路连接到离心泵进口端，进口管路连接进气管路，离心泵出口端连接出口管路，出口管路伸入排气水箱进口，排气水箱底部的出口通过回水管路连接到汽蚀罐。
所述的汽蚀罐为密闭式不锈钢圆柱形水箱，容积为2400升，汽蚀罐内中部位置安装有溶氧仪。
所述的进水管路包括进水调节阀、进口电磁流量计、进口柔性接头、混气装置、观察段、进口压力传感器和进口压力脉动传感器，离心泵的进口端连接测试管段，测试管段连接进口压力传感器和进口压力脉动传感器，测试管段经观察段连接到混气装置的出口，混气装置气相入口连接进气回路，液相入口依次经进口柔性接头、进口电磁流量计、进口调节阀连接到汽蚀罐底部出口。
所述的进气管路包括空气压缩机、气体稳压罐、气体出口调节阀、气体稳压阀、气体质量流量计、气体截止阀，空气压缩机连接到气体稳压罐中部进口，气体稳压罐上部的出口管路依次经过气体出口调节阀、气体稳压阀、气体质量流量计、气体截止阀，连接到混气装置的气相进口；气体出口调节阀、气体质量流量计形成反馈对气体流量进行调节。
所述的出口管路包括出口压力传感器、出口压力脉动传感器、水听器、出口柔性接头和出口调节阀。离心泵出口端依次连接出口压力传感器、出口压力脉动传感器、水听器、出口柔性接头和出口调节阀，伸入到排气水箱的进口。
所述的回水管路包括第一出口调节阀、出口电磁流量计、出口截止阀，排气水箱底部出口依次经过第一出口调节阀、出口电磁流量计和出口截止阀连接到汽蚀罐的中部。
所述的混气装置包括上法兰、下法兰、混气段、输气套、直通，混气段中部位置端面上沿圆周均匀开设有多个径向孔；
进一步地，为了有利于均匀加气且能够获得0～10％的气体体积分数、方便加工，所述径向孔的数目为400个，每个径向孔的孔径为1毫米；
进一步地，为了保证通过混气装置加入的气体所形成的气泡能够均匀地流入输送管路，根据气液两相流动特性，气泡运动距离越短，气泡的上浮和聚集现象就会越少，所述下法兰应当尽量靠近所述离心泵进口端，混气段的长度为进水管路直径的四倍；
进一步地，为了确保连接的可靠性和密封性，所述输气套与混气段焊接连接，每个所述连接直通焊接连接于输气套外侧相互垂直的位置；
进一步地，为了便于快速、准确安装混气装置，保证混气装置与进水管路的同轴度，所述混气装置通过止口分别与上法兰和进水管路对接，下法兰通过止口与观察段对接；为了保证密封性能，各对接处均设有密封圈。
所述的观察段包括有机玻璃管和上、下法兰；
进一步地，为了减小气泡在液体中的折射，所述观察段的视窗采用外方内圆的透明有机玻璃管；
进一步地，为了避免试验过程中的系统振动导致观察段之间出现缝隙，保证密封性和稳定性，上法兰和下法兰之间通过紧固螺柱连接。
本发明测试方法的具体实施过程如下：
先保持进口调节阀2、出口调节阀11、气体出口调节阀20、气体截止阀23关闭，启动空气压缩机18，将气体稳压罐19的压力调节到设定要求，并保持稳定。
开启进口调节阀2，运行离心泵7至额定转速，逐渐打开出口调节阀11，将液体流量调节到额定流量。依次打开气体出口调节阀20、稳压阀21、截止阀23，使气体进入进口管路。
调节气体出口调节阀20，通入不同流量的气体。调整出口调节阀11，保持液体流量在设定流量下，记录此时溶氧仪29采集的溶氧量数据。
待稳定运行一段时间后，同时采集进口压力脉动传感器24、进口压力传感器25、出口压力传感器26、出口压力脉动传感器27、水听器28的信号数据。处理得到不同工况下离心泵的扬程、效率、压力脉动和噪声随含气率的变化。
在每次调节到不同含气量下，控制出口液体流量不变，关闭排气阀16，开启真空泵17，调节进口调节阀2，降低离心泵7的入口压力，过程中微调气体出口阀20、出口调节阀10，使气体、液体流量保持不变。重复上述操作，获得不同含氧量下离心泵汽蚀性能曲线。
每组试验结束后，依次关闭气体截止阀23、气体稳压阀21、气体出口调节阀20。关闭真空泵17，开启排气阀16，待系统压力恢复常压并持续运行一段时间后，用溶氧仪29采集此时的溶氧量数据，当溶氧量与试验前数据一致后，进行下一组试验。
本发明具体实施的测试对象为离心泵，但不限于此，本发明亦可应用于轴流泵、混流泵等其他类型叶片泵的测试。
综上，本发明的一种可实现均匀加气的离心泵注气汽蚀性能测试系统及测试方法。主要包括液相循环系统(汽蚀罐、进水管路、排气水箱、回流管路)、供气系统(空气压缩机、气体稳压罐、混气装置)、调压系统(真空泵)、泵段(离心泵、电机)和数据采集系统。汽蚀罐的底部出口通过进口管路连接到泵段进口端，进水管路连接混气装置，泵段的出口端连接出口管路，出口管路伸入排气水箱中，排气水箱底部的出口通过回流管路连接到汽蚀罐中部进口。本发明可实现离心泵在来流含气均匀分布下水力性能和空化性能的测试，以及相应的压力脉动、液载噪声的测量。该系统解决了目前液氧煤油发动机离心泵的注气汽蚀试验中，管路中的气液两相分布不均，致使试验结果不理想的问题，结构简单，操作方便，测试结果准确度高。
Claims (10)
1.一种可实现均匀加气的离心泵注气汽蚀性能测试系统，其特征在于：所述的离心泵测试系统为主要由汽蚀罐(1)、进水管路、进气管路、离心泵(7)、出口管路、排气水箱(11)、回水管路组成的循环回路，汽蚀罐(1)底部出口通过进水管路连接到离心泵(7)进口端，进水管路连接进气管路，离心泵(7)出口端连接出口管路，出口管路伸入排气水箱(11)进口，排气水箱(11)底部的出口通过回水管路连接到汽蚀罐(1)中部；
所述的进水管路包括进水调节阀(2)、进口电磁流量计(3)、进口柔性接头(4)、混气装置(5)、观察段(6)、进口压力传感器(24)和进口压力脉动传感器(25)，离心泵(7)的进口端连接测试管段，测试管段连接进口压力传感器(24)和进口压力脉动传感器(25)，测试管段经观察段(6)连接到混气装置(5)的出口，混气装置(5)气相入口连接进气回路，混气装置(5)的液相入口依次经进口柔性接头(4)、进口电磁流量计(3)、进口调节阀(2)连接到汽蚀罐(1)底部出口；
所述的进气管路包括空气压缩机(18)、气体稳压罐(19)、气体出口调节阀(20)、气体稳压阀(21)、气体质量流量计(22)和气体截止阀(23)，空气压缩机(18)连接到气体稳压罐(19)中部进口，气体稳压罐(19)上部的出口管路依次经过气体出口调节阀(20)、气体稳压阀(21)、气体质量流量计(22)、气体截止阀(23)，连接到混气装置(5)的气相进口；
所述的出口管路包括出口压力传感器(26)、出口压力脉动传感器(27)、水听器(28)、出口柔性接头(10)和出口调节阀(11)。离心泵出口端依次连接出口压力传感器(26)、出口压力脉动传感器(27)、水听器(28)、出口柔性接头(10)和出口调节阀(11)，伸入到排气水箱(12)的进口；
所述的回水管路包括第一出口调节阀(13)、出口电磁流量计(14)、出口截止阀(15)，排气水箱(12)底部出口依次经过第一出口调节阀(13)、出口电磁流量计(14)和出口截止阀(15)连接到汽蚀罐(1)的中部；
所述的汽蚀罐(1)顶部与排气阀(16)和真空泵(17)连接。
2.根据权利要求1所述的一种可实现均匀加气的离心泵注气汽蚀性能测试系统，其特征在于：所述的进水管路直径、进口柔性接头(4)直径与离心泵进口直径相同；
所述的进水管路长度大于20倍进口管路直径。
3.根据权利要求1所述的一种可实现均匀加气的离心泵注气汽蚀性能测试系统，其特征在于：所述的进口调节阀(2)为闸阀，其阀盖、阀杆及手柄部分安装于敞开式金属容器中，闸阀与金属容器采用焊接方式形成一体，液体介质置于金属容器内，高度高于阀盖顶部位置；敞开式金属容器直径为进口调节阀(2)手柄直径的1.5倍；
所述的汽蚀罐(1)为密闭式不锈钢圆柱形水箱，容积为2400升，汽蚀罐(1)内中部位置安装有溶氧仪(29)；汽蚀罐(1)中所储的液体介质顶部高度为汽蚀罐(1)整体高度的3/4，排气水箱(12)所储的液体介质顶部高度与汽蚀罐(1)保持一致；
所述的排气水箱(12)为敞开式圆柱形水箱，其直径与汽蚀罐(1)的直径相同，其高度为汽蚀罐(1)高度的1/3，排气水箱(12)底部水平高度为汽蚀罐(1)顶部水平高度的2/3；
所述的气体稳压罐(14)为封闭型立式气体罐，其容积为800升。
4.根据权利要求1所述的一种可实现均匀加气的离心泵注气汽蚀性能测试系统，其特征在于：所述的气体质量流量计(22)，其量程为0-20L/min，管道内径与进气管路直径一致，测量精度为2％。
5.根据权利要求1所述的一种可实现均匀加气的离心泵注气汽蚀性能测试系统，其特征在于：所述的进气管路采用橡胶软管，进气管路直径为进水管路直径的1/5。
6.根据权利要求1所述的一种可实现均匀加气的离心泵注气汽蚀性能测试系统，其特征在于：所述的混气装置(5)为四通型混气结构，包括上法兰(501)和下法兰(502)，以及安装于上法兰(501)和下法兰(502)之间的混气段(503)和输气套(504)；
所述的混气段(503)管径与进水管路直径一致，混气段(503)的端面中间位置沿圆周均匀开设有多组径向孔。径向孔的数目为100个，每个径向孔的孔径为1毫米；
所述的输气套(504)直径为混气段(503)管径的2倍，与混气段(503)焊接连接。输气套(504)相互垂直的位置开设进气孔，进气孔焊接连接直通(505)，直通(505)直径与进气管路直径相同。
7.根据权利要求1所述的一种可实现均匀加气的离心泵注气汽蚀性能测试系统，其特征在于：所述的观察段(6)采用外方内圆的透明有机玻璃管。观察段(6)内上法兰和内下法兰之间通过紧固螺柱连接。
8.根据权利要求1所述的一种可实现均匀加气的离心泵注气汽蚀性能测试系统，其特征在于：所述的离心泵(7)动力输入端经过扭矩仪(8)与电机(9)连接；离心泵(7)在电机(9)的带动下运转时，液体介质从汽蚀罐(1)底部出口流出，通过出口调节阀(11)调节液体介质体积流量，然后通过进气管路中的气体出口调节阀(20)调节气体体积流量，接着通过出口调节阀(11)控制液体介质体积流量不发生变化，气体和液体介质通过混气装置(5)混合后形成气液两相流，气液两相流流经离心泵(6)和出口管路后进入排气水箱(11)，两相流中气体上浮至表面排出，排净气体的液体介质通过回水管路回到汽蚀罐(1)中。
9.根据权利要求1所述的一种可实现均匀加气的离心泵注气汽蚀性能测试系统，其特征在于：所述的进口压力传感器(25)和出口压力传感器(26)采集的压力信号，与扭矩仪(8)采集的信号处理得到离心泵在不同含气率的气液两相流下的扬程和效率；
所述的进口压力脉动传感器(24)、出口压力脉动传感器(27)和水听器(28)采集的信号处理得到离心泵在不同含气率的气液两相流下的压力脉动和液载噪声特征。
10.一种可实现均匀加气的离心泵注气汽蚀性能测试方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1：全开进口调节阀(2)和出口调节阀(11)，关闭气体截止阀(23)，向汽蚀罐(1)中加注液体介质，汽蚀罐(1)最高水位位于整体高度4/5的位置，排气水箱(12)最高水位与汽蚀罐(1)最高水位一致；
步骤2：运行离心泵(7)并调节试验转速；
步骤3：调节出口调节阀(11)控制试验流量工况，流量稳定后，采集溶氧仪(29)的数据并记录；
步骤4：开启空气压缩机(18)，调节气体稳压罐(19)压力至设定要求，并保持稳定后，依次开启气体出口调节阀(20)、气体稳压阀(21)、气体质量流量计(22)、气体截止阀(23)，调节气体出口调节阀(20)，将气体流量调节至试验值；
步骤5：开启真空泵(17)，调节汽蚀罐(1)的真空度，降低离心泵(7)的汽蚀余量NPSH，微调出口调节阀(11)使试验流量保持稳定，采集不同汽蚀余量NPSH对应的扬程H，同时采集离心泵(7)的高频特性数据，记录试验数据；
步骤6：每组试验结束后，关闭真空泵(17)、气体截止阀(23)，开启排气阀(16)，恢复试验系统压力至常压并持续运行一段时间后，用溶氧仪(29)采集此时的溶氧量数据，当溶氧量与步骤2中的数据一致后，重复步骤2-5，进行下一组试验；
步骤7：依次关闭真空泵(17)、气体截止阀(23)、空气压缩机(18)、气体出口调节阀(20)、气体稳压阀(21)、气体质量流量计(22)，开启排气阀(16)，恢复试验系统压力至常压后，试验结束。
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