大型立式轴流泵装置空化特性数值模拟

作者：李浩; 施伟; 张烨栋; 倪春; 鲁健; 于贤磊; 陈松山^*

来源：扬州大学学报(自然科学版), 2023, 26(03): 70-78.

DOI：10.19411/j.1007-824x.2023.03.012

• 泵站
• 轴流泵装置
• 空化特性
• 数值模拟

为研究大型立式轴流泵的空化特性，基于欧拉-欧拉多相流模型中的Mixture混合模型，采用Rayleigh-Plesset空化模型研究5个不同工况下大型立式轴流泵叶片背面空泡演化特征，分析叶片背面空泡面积占比与空化余量的关系，并基于滑移网格技术，利用快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)分析设计工况下4种不同空化余量叶片进出口压力脉动规律.结果表明：小流量工况下空泡初生于叶片进口和轮缘侧，呈三角形分布，随着流量增大，空泡沿轮缘侧向叶片出口偏移，大流量工况下初生空泡在压力面进口，随着空化余量降低，空泡均向叶轮出口及轮毂侧扩散；水泵装置效率下降1%时，不同流量下的空泡面积不同，设计工况下空泡面积最大，与设计工况差距越大则空泡面积越小；叶片空泡分布面积比临界值可作为判别大型立式轴流泵临界空化余量的依据，超过临界值后，空泡面积增长减缓，但效率急速下降；叶轮进出口最大压力脉动幅值先上升后下降，其最大幅值与空泡面积临界值对应.

• 单位
  南水北调东线江苏水源有限责任公司; 扬州大学