軸流泵內(nèi)部空化特性數(shù)值計(jì)算研究.pdf

1、空化現(xiàn)象在水力機(jī)械中普遍存在，并會(huì)對(duì)機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生影響，如何改善水力機(jī)械空化性能并對(duì)其進(jìn)行空化在線監(jiān)測(cè)是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。隨著技術(shù)快速發(fā)展，數(shù)值計(jì)算的可靠性已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可。本文通過(guò)數(shù)值計(jì)算對(duì)軸流泵內(nèi)部空化流動(dòng)進(jìn)行分析，較好地預(yù)測(cè)了軸流泵的空化特性，為空化研究提供重要參考。
　　針對(duì)NACA0009翼型，選用不同的湍流模型和空化模型進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明對(duì)于單翼型繞流，SST湍流模型和Rayleigh-Plesset

2、空化模型數(shù)值預(yù)測(cè)結(jié)果與試驗(yàn)值最為接近，同時(shí)也驗(yàn)證了空化數(shù)值計(jì)算方法的可靠性。
　　基于Rayleigh-Plesset空化模型，對(duì)一臺(tái)臥式軸流泵展開(kāi)空化定常數(shù)值計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明，在設(shè)計(jì)流量下空化初生于葉片吸力面頭部靠近輪緣側(cè)，并不斷沿軸向往葉輪出口以及沿徑向往輪轂方向擴(kuò)散。在不同流量下空化初生及發(fā)展區(qū)域并不相同，此時(shí)軸流泵空化性能有明顯差別，在設(shè)計(jì)流量時(shí)最好，偏離設(shè)計(jì)流量時(shí)變差。
　　在其他參數(shù)不變基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)值計(jì)算分析

3、了不同葉片數(shù)和導(dǎo)葉數(shù)對(duì)軸流泵空化性能的影響。葉片數(shù)越多，軸流泵揚(yáng)程越高，其空化性能越好，不過(guò)在臨界空化后其揚(yáng)程下降速度越快。而導(dǎo)葉數(shù)改變對(duì)軸流泵能量特性和空化性能影響極小。
　　選取幾個(gè)不同空化工況對(duì)軸流泵展開(kāi)非定常數(shù)值解析，時(shí)頻特性分析表明軸流泵內(nèi)不同截面處壓力脈動(dòng)各不相同：在葉輪進(jìn)口，壓力脈動(dòng)頻率成分只受葉輪影響，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)主頻均為葉頻；在葉輪出口和導(dǎo)葉出口，壓力脈動(dòng)頻率成分受到葉輪與導(dǎo)葉的共同影響，其中葉輪占據(jù)主導(dǎo)地位，各監(jiān)測(cè)