基于Zwart模型的化工离心泵空化性能数值模拟

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(洛阳双瑞特种装备有限公司， 河南 洛阳 471000)

设计计算

基于Zwart模型的化工离心泵空化性能数值模拟

罗亮，尤宝

(洛阳双瑞特种装备有限公司， 河南 洛阳 471000)

以比转速为131的离心泵为研究对象，采用Zwart空化模型对离心泵的空化性能进行数值模拟，同时对离心泵进行空化性能试验研究，并将数值模拟与试验研究的结果进行对比，结果显示两者的空化曲线较为一致。对设计工况下叶轮流道空泡和总压分布规律进行了分析，采用Zwart空化模型进行数值模拟计算，其结果能够较好地反映离心泵的空化性能。

离心泵； 空化； Zwart模型； 数值模拟

泵内部空化的产生会使泵的扬程降低、效率下降，破坏过流部件，严重时会引起振动和噪声，严重影响泵的工作稳定性和运行可靠性[1]。因此，对泵的空化特性进行研究具有十分重要的现实意义。随着计算机科学和计算流体力学的迅速发展，空化流动的数值模拟计算的可信度越来越高，日益受到更多重视[2-10]，空化数值模拟计算最为关键的问题之一是建立合适的空化模型。

空化模型是描述液相与气相之间相互转化的数学模型，应用最为广泛的是输运方程类空化模型。基于输运方程的常用空化模型有Zwart模型、Schnerr-Sauer模型及Kunz模型等[11-13]。Zwart模型和Schnerr-Sauer模型都是基于气/液两相连续方程推导得出净相变率的表达式，然后在空泡的生成和溃灭过程相同的基础上，对净相变率稍作修正就直接得出空化模型的最终形式。Kunz模型的特点在于空泡生成和溃灭质量传输率的表达式采用了两种不同的方法。……