軸流泵內(nèi)部空化特性數(shù)值計算研究.pdf

1、空化現(xiàn)象在水力機械中普遍存在，并會對機組的安全穩(wěn)定運行產(chǎn)生影響，如何改善水力機械空化性能并對其進行空化在線監(jiān)測是當前研究的熱點問題。隨著技術(shù)快速發(fā)展，數(shù)值計算的可靠性已經(jīng)得到廣泛認可。本文通過數(shù)值計算對軸流泵內(nèi)部空化流動進行分析，較好地預(yù)測了軸流泵的空化特性，為空化研究提供重要參考。
　　針對NACA0009翼型，選用不同的湍流模型和空化模型進行數(shù)值計算。計算結(jié)果表明對于單翼型繞流，SST湍流模型和Rayleigh-Plesset

2、空化模型數(shù)值預(yù)測結(jié)果與試驗值最為接近，同時也驗證了空化數(shù)值計算方法的可靠性。
　　基于Rayleigh-Plesset空化模型，對一臺臥式軸流泵展開空化定常數(shù)值計算。計算結(jié)果表明，在設(shè)計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散。在不同流量下空化初生及發(fā)展區(qū)域并不相同，此時軸流泵空化性能有明顯差別，在設(shè)計流量時最好，偏離設(shè)計流量時變差。
　　在其他參數(shù)不變基礎(chǔ)上，通過數(shù)值計算分析

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