离心泵瞬态空化流动压力脉动及空泡形态

王文婷，孟根其其格，路 宏，王 欣,3

(1.内蒙古化工职业学院，呼和浩特 010070；2.包头轻工职业技术学院，内蒙古 包头 014035；3.内蒙古工业大学，呼和浩特 010051)

空化的非定常特性对水力机械运行效率、振动和噪声影响重大[1-3]。Kubota等[4]观测了绕水翼云状空化的结构，结果显示空化初生和发展过程中含有许多微小的空泡集中涡，并指出空穴尾部脱落是近壁反向射流的结果。Pham等[5]对翼型片状空化进行了试验研究，结果表明反向射流和小的界面波是引起片状空化不稳定的根源。顾巍和何友声[6]对绕水翼的空化流场进行了LDV测量，发现空泡内部的局部流动直接影响空泡流的整体形态和非稳态特征，并指出空泡流边界层的发展状态是引起空泡自然振荡的原因。Huang和Wang[7]采用PIV和高速摄像观测技术，研究了绕水翼的非定常空化特性，指出速度和涡量的分布与非定常云状空化有关联。Leroux[8]等通过绕翼型空化流动的试验研究和数值模拟，证明了空泡团的溃灭能引起压力脉动。Bachert等[9]对离心泵隔舌上出现的空化形态进行了可视化PIV测量，结果发现在压水室喉部出现的空化形态与绕单个翼型的空化形态类似。Yao等[10]试验研究了双吸离心泵内部空化诱导的压力脉动，结果显示叶轮旋转频率下压力脉动和特殊低频率压力脉动随着空化的发展过程先增加后减少。谭磊等[11,12]和杨敏官等[13]考虑空泡流可压缩性的影响，修正了RNGk-ε湍流模型，计算了绕水翼的空化流场，较好地模拟了非定常空化云初生、发展、断裂和脱落的周期性过程。……