激光流场测试技术在水力旋流器中的应用

张 玉 刘 姝 胡雷静 王振波 齐建涛 孙杰文

（中国石油大学（华东）新能源学院）

水力旋流器是利用离心力场实现分离的高效分离设备，具有结构简单、分离效率高、运行成本低及占地面积小等优点，已广泛应用于矿物、石化及污水处理等众多工业领域。旋流器虽然结构简单，但其内部流场相当复杂。分析水力旋流器内部流场规律，掌握旋流器参数与流场分布之间的关系［1］，对廓清旋流器分离机制、提高旋流器分离性能，具有十分重要的意义。

目前研究水力旋流器内部流场的主要方法有：理论研究、数值模拟和实验测试。其中实验测试是最基础、最可靠的方法。自20世纪50年代开始，众多学者开展了对水力旋流器内部流场的实验研究。目前常用的激光流场测试技术有：激光多普勒测速技术（LDV）、相位多普勒粒子分析仪（PDPA）、粒子图像测速技术（PIV）、体三维流场测速系统（V3V）等。笔者对几种非接触式激光流场测试技术的基本原理和优缺点进行综述，同时对不同激光流场测试技术在水力旋流器流场测试中的应用进行了分析和介绍，详细叙述了不同激光流场测试技术在水力旋流器流场测试中的测试细节、测试内容以及各自的优势和局限，以期对后续研究工作提供借鉴与指导。

1 激光流场测试技术

1.1 激光多普勒测速技术

激光多普勒测速技术 （Laser Doppler Velocimeter，LDV）是1964年由YEH Y和CUMMINS H Z提出的一种流场测试技术［2］。LDV系统主要由激光器、光学系统、信号处理系统、计算机系统等组成，基本工……