基于ZGB空化模型,研究不同湍流模型在軸流泵性能預測中的適用性,得到的SST k-ω湍流模型能夠與試驗結(jié)果吻合較好,分析了進口壓力、運行流量及其聯(lián)合作用對泵空化性能的影響。結(jié)果說明:同一流量下,降低入口壓力,葉片背面空化的起始點和終結(jié)點分別向葉片進口和出口方向移動,使得葉片背面空化區(qū)域擴大,空化體積分數(shù)增大,泵的空化性能下降。同一壓力(P_in=100 kPa)下,小流量工況時,葉片表面的空化區(qū)域明顯大于大流量工況,說明小流量工況對沖角的變化敏感。在進口壓力與流量聯(lián)合作用下,大流量工況時,葉片表面形成了兩部分空化區(qū)域;小流量工況時,僅在葉片背面產(chǎn)生一部分空化區(qū)域,說明大流量工況對壓力的變化更加敏感,更容易發(fā)生空化現(xiàn)象。研究結(jié)果可為軸流泵的穩(wěn)定運行和抗空化優(yōu)化設計提供參考。 

【文章來源】：武漢大學學報(工學版). 2020,53(09)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

大型立式軸流泵裝配總圖

采用基于有限體積法（control volume-finite element method,CV-FEM)[19]的ANSYS CFX進行數(shù)值計算，計算模型采用SST k-ω，設定收斂精度為10-5[20,21]。計算時采用壓力進口和質(zhì)量流量出口進行邊界條件的設置，進口壓力設為101.325 kPa，出口質(zhì)量流量設置為21 186.25 kg/s。進行空化計算時，以清水無空化結(jié)果作為空化計算的初始值。選取25℃的水和水蒸汽作為計算介質(zhì)。

圖4為不同湍流模型時軸流泵流量系數(shù)δQ-η曲線，由圖可知，效率曲線與揚程曲線的規(guī)律相似，SST k-ω湍流模型的效率值同樣與試驗值匹配最好。因此，后續(xù)的數(shù)值模擬均選取SST k-ω湍流模型進行計算。圖4 不同湍流模型泵流量-效率曲線

【參考文獻】：
期刊論文
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[8]水泵CFD應用中的若干問題與思考[J]. 王福軍,黎耀軍,王文娥,叢國輝,王利萍.  排灌機械. 2005(05)

博士論文
[1]軸流泵失速和空化流動特性及其性能改善研究[D]. 張睿.上海大學 2014



本文編號：3314471