前置誘導輪高速離心泵內空化發(fā)展的數(shù)值模擬與實驗研究.pdf

1、高速化和大功率密度是離心泵發(fā)展的主要趨勢，高速運轉的離心泵對抗空化性能有較高的要求，目前最有效的方法是在離心泵葉輪前加裝誘導輪。然而在高速旋轉工況下，誘導輪的葉頂泄漏渦會造成前緣葉頂處發(fā)生渦空化;并且在較低汽蝕余量時，誘導輪的不對稱空化和空化喘振等不穩(wěn)定空化流動會嚴重干擾誘導輪和葉輪內部流場，進而影響高速離心泵的運行可靠性。因此，本文針對一臺前置誘導輪的高速離心泵進行數(shù)值模擬研究，利用高速攝影技術對誘導輪和葉輪內空化流動進行可視化拍攝實

2、驗。通過數(shù)值模擬與實驗研究相結合的方法，分析了前置誘導輪高速離心泵內空化發(fā)生、發(fā)展及惡化階段的內部空化流態(tài)變化，研究了相應的離心泵內流動分布特征，揭示了空化流動規(guī)律以及空化對離心泵內部流場和性能的影響。研究結果對高速離心泵設計特別是誘導輪的設計提供借鑒，達到減少空化對離心泵內部流動干擾和破壞，進而提高高速離心泵抗空化性能的目的。
　　本文的主要研究內容如下:
　　1.利用ANSYS-CFX商業(yè)軟件，對前置誘導輪高速離心泵進行

3、非定?？栈瘮?shù)值模擬，將計算得到的揚程、效率和汽蝕余量等參數(shù)與外特性實驗結果進行對比，驗證了數(shù)值計算具有較高的準確性和可行性。
　　2.針對離心泵內部非定常空化流動特性進行分析，首先對比分析了不同汽蝕余量下誘導輪葉柵面和葉輪后蓋板上的壓力云圖和空泡體積分數(shù)分布圖，發(fā)現(xiàn)誘導輪葉頂前緣和葉輪進口根部最容易產(chǎn)生空化。并分析了高速離心泵內空化發(fā)生、發(fā)展和惡化過程，以及相應的空化流態(tài)變化;分析了不同汽蝕余量下沿誘導輪軸向位置的壓力系數(shù)分布、空