流体机械

2013, v.41;No.490(04) 16-20

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轴流泵叶轮汽蚀两相流的数值模拟与分析
Experiment and Numerical Simulation of Cavitation Flow in Axial-flow Pump Impeller

张德胜;施卫东;陈斌;龙飞;关醒凡;

摘要(Abstract):

为了分析某型号轴流泵叶轮汽蚀状态下汽液两相流特征,本文基于均相流模型、RNG k-ε湍流模型与SIM-PLEC算法,分别从外特性和内部流场两方面分析了轴流泵叶轮的空化过程,通过定量分析不同NPSH下轴流泵的扬程下降和空泡分布的对应关系,讨论了不同空化状态下叶轮内部速度场和压力场的分布,寻找出轴流泵空化发生破坏的位置和发展趋势。数值模拟结果表明,空化初生时空泡产生于叶片背面进口轮缘处,随着轴流泵进口压力的不断降低,叶片背面外缘处空泡逐渐向轮毂侧发展,且外缘侧空泡不断向前推进,在装置汽蚀余量NPSH为6.62m时,空泡基本覆盖叶片的背面,此时叶片丧失了部分做功能力,且扬程下降明显。计算模型泵进行了现场运行试验,试验结果表明,数值模拟的空泡分布与实际破坏位置一致,验证了数值计算的准确性,也为解决轴流泵汽蚀破坏问题提供了内流流场参考。

关键词(KeyWords): 轴流泵;两相流;汽蚀;数值模拟

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金(51109093;51079063);; 江苏省自然科学基金(BK2011503)

作者(Author): 张德胜;施卫东;陈斌;龙飞;关醒凡;

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