混流泵瞬态加速流空化的数值模拟与实验研究

作者：周强; 顾琦; 黄亚冬; 张德胜

来源：水动力学研究与进展A辑, 2021, 36(03): 445-452.

DOI：10.16076/j.cnki.cjhd.2021.03.016

• 混流泵
• 加速流
• 瞬态空化
• 数值模拟
• 高速摄影

该文针对名义比转速为800的某一混流泵模型,采用shear stress transport(SST)k-ω湍流模型和Zwart空化模型,通过自编程序控制转速和流量变化,实现了启动过程空化流的精细化数值模拟;研究了加速流过程叶轮内瞬态空化的演变过程,并结合高速摄影实验验证了数值模拟结果的准确性;定量分析了混流泵加速流过程中叶轮内空泡总体积的变化规律。研究结果表明,混流泵加速流空化主要表现为四个阶段:无空泡阶段、空泡增长阶段、空泡减少阶段和空泡稳定阶段。叶顶区的初始空化为刮起涡空化,随后泄漏涡(TLV)空化出现并逐渐发展,到加速完成时刻与刮起涡空化和间隙空化结合形成三角形空化云,并逐渐往叶片尾缘移动;吸力面(SS)上的片状空化演化主要分为增长阶段和消散阶段,其中冲角的变化是造成这一现象的直接原因。当冲角为正值时,在SS面上片状空化发展,冲角为负值时,SS面上低压区逐渐消失,片状空化区域逐渐减小和消散。

• 单位
  江苏大学