葉片數(shù)對誘導(dǎo)輪內(nèi)部流動和空化特性的影響.pdf

1、誘導(dǎo)輪是一種軸流式葉輪，經(jīng)過螺旋葉片的旋轉(zhuǎn)做功，使出口流體的能量增加，同時對流體起到一個預(yù)旋作用，能夠使后置葉輪具有更好的抗空化能力。誘導(dǎo)輪的葉片數(shù)是影響其性能的主要幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)之一。因此，本文針對不同葉片數(shù)的誘導(dǎo)輪開展數(shù)值模擬和實驗研究，以二葉片和三葉片誘導(dǎo)輪為研究對象，對比分析了兩種葉片數(shù)誘導(dǎo)輪的水力性能、內(nèi)部流場、空化性能和空化空泡分布，揭示葉片數(shù)對其內(nèi)部流動和空化特性的影響規(guī)律。主要內(nèi)容如下:
　　(1)運用UG軟件建立了

2、誘導(dǎo)輪全流場三維模型，流體域包括進(jìn)口段、誘導(dǎo)輪段、腔體和出口段四個部分。采用ICEM軟件劃分網(wǎng)格，基于SST k-ω湍流模型和空化混合模型對誘導(dǎo)輪全流場進(jìn)行數(shù)值模擬計算。
　　(2)在非空化條件下，對兩種葉片數(shù)誘導(dǎo)輪內(nèi)部流場進(jìn)行了數(shù)值模擬，對比分析了葉片數(shù)對誘導(dǎo)輪水力性能的影響，發(fā)現(xiàn)二葉片誘導(dǎo)輪的揚程稍高于三葉片誘導(dǎo)輪。同時分析了誘導(dǎo)輪沿軸向的壓力分布、葉片上壓力分布和內(nèi)部流線分布，發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)輪壓力沿著葉片螺旋方向逐漸增大，在誘導(dǎo)輪

3、葉片前緣存在低壓區(qū)，二葉片誘導(dǎo)輪前緣低壓區(qū)范圍大于三葉片誘導(dǎo)輪。
　　(3)在空化條件下，對兩種葉片數(shù)誘導(dǎo)輪內(nèi)部空化流動進(jìn)行了數(shù)值模擬計算，對比分析了設(shè)計工況下兩種葉片數(shù)誘導(dǎo)輪的空化性能曲線，發(fā)現(xiàn)三葉片誘導(dǎo)輪的抗空化性能優(yōu)于二葉片誘導(dǎo)輪。分析了不同汽蝕余量下誘導(dǎo)輪的空泡體積分?jǐn)?shù)分布，發(fā)現(xiàn)空化主要發(fā)生在鎖緊螺母和葉片前緣位置。進(jìn)一步重點分析了臨界汽蝕余量時誘導(dǎo)輪內(nèi)部的壓力分布、流線分布和壓力脈動。
　　(4)對兩種葉片數(shù)的誘導(dǎo)