前置誘導(dǎo)輪高速離心泵內(nèi)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(zhuǎn)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(dǎo)輪。然而在高速旋轉(zhuǎn)工況下，誘導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)輪和葉輪內(nèi)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(dǎo)輪的高速離心泵進行數(shù)值模擬研究，利用高速攝影技術(shù)對誘導(dǎo)輪和葉輪內(nèi)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(jié)合的方法，分析了前置誘導(dǎo)輪高速離心泵內(nèi)空化發(fā)生、發(fā)展及惡化階段的內(nèi)部空化流態(tài)變化，研究了相應(yīng)的離心泵內(nèi)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(nèi)部流場和性能的影響。研究結(jié)果對高速離心泵設(shè)計特別是誘導(dǎo)輪的設(shè)計提供借鑒，達到減少空化對離心泵內(nèi)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(nèi)容如下:
　　1.利用ANSYS-CFX商業(yè)軟件，對前置誘導(dǎo)輪高速離心泵進行

3、非定常空化數(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(jié)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(nèi)部非定?？栈鲃犹匦赃M行分析，首先對比分析了不同汽蝕余量下誘導(dǎo)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(dǎo)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(nèi)空化發(fā)生、發(fā)展和惡化過程，以及相應(yīng)的空化流態(tài)變化;分析了不同汽蝕余量下沿誘導(dǎo)輪軸向位置的壓力系數(shù)分布、空