基于OpenFOAM的离心泵空化流动性能数值模拟

作者：黄思; 胡岩韬; 危逸枫; 莫宇石

来源：油气储运, 2023, 42(06): 661-669.

DOI：10.6047/j.issn.1000-8241.2023.06.007

• OpenFOAM
• 离心泵
• 空化
• 流动性能
• 压力系数
• 数值模拟

为探究离心泵的空化机理和空化云发展过程，应用OpenFOAM7.0开源软件在流量为0.3 Qd～1.4 Qd（Qd为设计工况下离心泵的流量）工况范围内对IS125-100-200型离心泵进行非稳态空化气液两相流数值模拟。通过后处理得到离心泵内流速、压力及空化云分布，在此基础上分析了设计工况下有效汽蚀余量NPSHa与该离心泵出现空化云的关系；通过监测离心泵内关键点的压力系数，分析了设计工况下空化对离心泵内部流场的影响。基于流场模拟结果预测了离心泵流量与必需汽蚀余量NPSHr之间的关系曲线，并与实测数据进行了对比。结果表明，采用OpenFOAM开源软件对离心泵设计工况下的空化流动进行数值模拟是切实可行的；在设计工况1.0 Qd下，当NPSHa不同时，空化云在各叶片通道的分布不对称，随着NPSHa的减小，空化云在叶轮流道内不断向下游发展，并出现在叶片压力面上；无论离心泵是否发生空化，其压力系数均呈现周期性脉动，且叶轮在一个旋转周期内的脉动次数与叶轮的叶片数相等。研究成果可为离心泵性能预测提供有效的开源软件计算方法。（图9，表1，参24）

• 单位
  广东肯富来泵业股份有限公司; 华南理工大学