轴流泵空化流动的非定常特性研究
2017-03-21 08:56:52侯敬生袁建平付燕霞
中国农村水利水电
2017年11期
关键词：模型
侯敬生，袁建平，范 猛，付燕霞，陆 荣
(1.江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心，江苏 镇江 212013；2.江苏大学能源与动力工程学院，江苏 镇江 212013； 3.江苏大学-镇江流体装备技术研究院，江苏 镇江 212031)
0 引 言
轴流泵具有低扬程、大流量的特点，广泛应用于农业排灌、城市供水、船舶行业及南水北调等工程[1]。轴流泵在非设计工况下运行时可能会导致泵内发生空化。轴流泵运行在非设计工况下时，泵内部可能会发生空化。空化发生时，空泡的破裂会产生强烈的振动及噪声，这会对轴流泵的稳定运行产生不利的影响[2]。随着高速摄影等流场可视化技术的出现以及CFD等学科发展，采用试验与数值模拟相结合的方式研究轴流泵内部空化不稳定流动逐渐成为趋势。文献[3-13]利用数值模拟研究了不同叶片数、叶片角度、叶顶形状、叶顶间隙及湍流模型等对轴流泵模型空化特性的影响；文献[14-18]利用高速摄影技术捕捉到了轴流泵叶轮区域空化流场特性，并且研究了不同工况下的压力脉动特性。通过对轴流泵内部空化不稳定流动进行研究, 预测其空化特性和发生程度, 为轴流泵的设计及稳定运行提供参考依据。
为了研究轴流泵空化特性，本文采用ANSYS CFX 14.5计算软件，基于SST湍流模型和Rayleigh-Plesset的均相流空化模型，针对一台名义比转速为1500的轴流泵在最优工况点1.0Qopt的空化流场进行定常与非定常数值模拟和分析，预测其叶片上空化发生位置和程度。
1 物理模型及数值计算方法
1.1 几何……
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