一种水力机械模型试验压力调节系统的制作方法

本发明属于水力机械试验技术领域，特别涉及一种水力机械模型试验台的压力调节循环系统。

背景技术：

水力机械产生空化、空蚀后，将使水力机械的过流部件遭到损坏，是机械的性能降低、是机械产生振动、噪声等不利影响，如何改善水力机械的空化性能和增强抗空蚀破坏能力，是水力机械重要研究内容之一，水力机械转轮内流动规律非常复杂，很难用理论计算准确确定水力机械气蚀系数，因此，必须进行水力机械的模型气蚀试验，确定水力机械模型在各工况下的气蚀系数，水力机械的模型气蚀试验多在密闭式的水力机械模型试验台进行，试验时由压力调节系统改变模型机组尾水处的真空度，造成气蚀发生条件。另外水力机械在运行过程中产生的尾水真空及空腔涡带是转轮发生空蚀的主要原因，空蚀使其效率降低、振动加大，严重时会造成设备损坏事故，减小尾水真空及空腔涡带的方法就是对尾水管补气，因此进行补气试验也是水力机械模型试验的一项重要内容。

水力机械用途广泛，种类、结构、功能多种多样、试验要求也各不相同，目前国内外已建成试验台数十个，此类模型试验台可完成水力机械模型试验的气蚀试验，一般在水力机械模型的进水口或出水口处布置一个压力调节系统进行压力调节，造成气蚀特性条件。但随着海洋能的开发，抽水蓄能机组的广泛应用，很多机型即当水轮机应用，也作为泵运行，运行的方向也是双向的，因此对其气蚀特性测量时，应在水力机械模型的进水口与出水口处同时布置压力调节系统调节压力，造成水力机械在双向运行时的气蚀条件，同时该压力调节系统还能提供进行补气试验的所需的气体压力。

技术实现要素：

本发明的目的是设计一种水力机械模型试验台的压力调节循环系统，满足不同种类、不同结构、不同功能的水力模型试验机组的气蚀试验、补气试验的要求，具有多功能、灵活安装，便于使用特点。

为满足上述技术要求，本发明的技术方案如下：

一种水力机械模型试验压力调节系统，所述的压力调节系统由上游水罐、下游水罐、真空罐、加压罐、空压机、真空泵、阀门1-7组成；

所述的上游水罐、下游水罐具有相同的结构，与模型机组串联使用，上游水罐、下游水罐相向布置；

所述下游水罐与阀门1、3、5连通，上游水罐与阀门2、4、6连通，阀门1、2与真空罐连通，阀门5、6与加压罐连通，阀门3、4与外界压力连通，真空罐与真空泵连接，空压机与加压罐连接；阀门7与模型机组连通，阀门7与加压罐连通；

所述的阀门1控制对下游水罐抽真空的操作、阀门2控制对上游水罐的抽真空操作、阀门3与大气压外界连通，控制对下游水罐进行排气操作、阀门4与大气压外界连通，控制对上游水罐进行排气操作、阀门5控制对下游水罐进行加压操作、阀门6控制对上游水罐的加压操作，阀门7控制对模型机组的补气操作；

所述的阀门1、2、5、6、7为流量调节阀，可根据流量需要进行流量调节；

所述真空罐内气体的流动方向为阀门1、2至真空罐至真空泵，气体为下进上出，所述的加压罐内气体流动方向为空压机至压力罐至阀门5、6、7，气体为上进下出；

所述的加压罐、真空罐具有压力传感器，根据压力传感器测量值进行调节内部压力；

所述的真空泵、空压机根据试验条件，可并联或串联增加数量；

所述的阀门1-7，根据试验需要可进行组合开关，从而达到试验要求。

随着海洋能的开发，抽水蓄能机组的广泛应用，很多机型即当水轮机用，也作为泵运行，且运行的方向也是双向的，本发明针对其气蚀特性测量时应在水力机械模型的进水口与出水口处布置压力调节系统调节压力，造成水力机械在双向运行时的气蚀条件，同时本发明还能提供进行补气试验的所需的气体压力。满足不同种类、不同结构、不同功能的水力模型试验机组的气蚀试验、补气试验的要求，具有多功能、灵活安装，便于使用特点。

附图说明

图1压力调节系统图。

具体实施方式

下面结合附图1对本发明的原理和具体实施作进一步的说明。

一种水力机械模型试验压力调节系统，该压力调节系统由上游水罐、下游水罐、真空罐、加压罐、空压机、真空泵、阀门1-7组成；

下游水罐与阀门1、3、5连通，上游水罐与阀门2、4、6连通，阀门1、2与真空罐连通，阀门5、6与加压罐连通，阀门3、4与外界压力连通，真空罐与真空泵连接，空压机与加压罐连接；阀门7与模型机组连通，阀门7与加压罐连通；

阀门1控制对下游水罐抽真空的操作、阀门2控制对上游水罐的抽真空操作、阀门3与大气压外界连通，控制对下游水罐进行排气操作、阀门4与大气压外界连通，控制对上游水罐进行排气操作、阀门5控制对下游水罐进行加压操作、阀门6控制对上游水罐的加压操作，阀门7控制对模型机组的补气操作；

阀门1、2、5、6、7为流量调节阀，可根据流量需要进行流量调节；

真空罐内气体的流动方向为阀门1、2至真空罐至真空泵，气体为下进上出，加压罐内气体流动方向为空压机至压力罐至阀门5、6、7，气体为上进下出；

真空泵、空压机根据试验条件，可并联或串联增加数量；

加压罐、真空罐具有压力传感器，根据压力传感器测量值进行调节内部压力；

具体工作过程为：

(1)当对下游水罐抽真空的操作时，真空泵工作，阀门1开启、阀门2、3、4、5、6、7关闭；

(2)当对上游水罐抽真空的操作时，真空泵工作，阀门2开启、阀门1、3、4、5、6、7关闭；

(3)当对下游水罐加压的操作时，空压机工作，阀门5开启、阀门2、1、4、3、6、7关闭；

(4)当对上游水罐加压的操作时，空压机工作，阀门6开启、阀门2、1、4、3、5、7关闭；

(5)当对下游水罐充水或者试验结束对上游水罐排气时、阀门3开启，阀门2、1、4、5、6、7关闭；

(6)当对上游水罐充水或者试验结束对上游水罐排气时，阀门4开启，阀门2、1、3、5、6、7关闭；

(7)当对模型机组补气时，空压机工作，阀门7开启，阀门2、1、3、5、6、4关闭；

(8)当对上、下游水罐同时抽真空操作时，真空泵工作，阀门1、2开启、阀门3、4、5、6、7关闭；

(9)当对上、下游水罐加压的操作时，空压机工作，阀门5、6开启、阀门2、1、4、3、7关闭；

(10)当对下游水罐同时抽真空，上游水罐加压的操作时，真空泵、空压机工作，阀门1、6开启、阀门3、4、5、2、7关闭；

(11)当对上游水罐同时抽真空，下游水罐加压的操作时，真空泵、空压机工作，阀门2、5开启、阀门3、4、1、6、7关闭；

(12)当对上、下游水罐充水或者试验结束对上游水罐排气时、阀门3、4开启，阀门2、1、5、6、7关闭；

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案脱离本发明实施例技术方案的精神与范围。