為研究低溫誘導(dǎo)輪的空化性能,對液氮誘導(dǎo)輪空化流動進(jìn)行了數(shù)值計算研究.數(shù)值計算采用了考慮旋轉(zhuǎn)修正的FBM湍流模型和考慮熱力學(xué)修正的Singhal空化模型.數(shù)值結(jié)果與實驗進(jìn)行對比,驗證了數(shù)值計算方法的準(zhǔn)確性.結(jié)果表明,隨著空化數(shù)的降低,誘導(dǎo)輪空化分為無空化、間隙空化以及回流渦空化三個典型階段.在研究選取的溫度區(qū)間內(nèi)(77.5 K≤T≤83 K),誘導(dǎo)輪不同空化階段的分界點幾乎不隨溫度變化.隨著液氮溫度的升高,誘導(dǎo)輪內(nèi)部空穴體積呈現(xiàn)先增后減的趨勢.對誘導(dǎo)輪空化熱力學(xué)效應(yīng)進(jìn)行分析表明,當(dāng)液氮溫度較低時,熱力學(xué)效應(yīng)不顯著,韋伯?dāng)?shù)主導(dǎo)著空化的發(fā)展;當(dāng)液氮溫度較高時,熱力學(xué)效應(yīng)增強(qiáng),從而抑制了誘導(dǎo)輪內(nèi)部空化的發(fā)展.

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【部分圖文】：

圖1 誘導(dǎo)輪幾何模型

計算采用實驗中的誘導(dǎo)輪幾何模型[3],如圖1所示,相關(guān)的幾何參數(shù)如表1所示.表1誘導(dǎo)輪幾何參數(shù)Tab.1Geometricparametersofinducer參數(shù)取值/mm參數(shù)取值誘導(dǎo)輪直徑65.30葉片數(shù)量3輪轂前緣直徑20.18出口安放角1....

圖2 計算域及網(wǎng)格劃分

圖2為計算域及網(wǎng)格.計算域由進(jìn)口段、誘導(dǎo)輪和出口段構(gòu)成,設(shè)置壓力入口,質(zhì)量流量出口,葉片及壁面為無滑移壁面,動靜交界面設(shè)置為interface面.對計算域進(jìn)行結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分,在葉片近壁面布置10層網(wǎng)格進(jìn)行加密,使y+取值范圍在0～200之間.圖3為網(wǎng)格無關(guān)性驗證,考慮計算精度....

圖3 網(wǎng)格無關(guān)性驗證

圖3為網(wǎng)格無關(guān)性驗證,考慮計算精度與成本,選取計算網(wǎng)格總數(shù)為135萬,其中進(jìn)口段28萬,誘導(dǎo)輪88萬,出口段19萬.y+值分布在11～100,如圖4所示.圖5為液氮物質(zhì)屬性曲線圖.圖4葉片表面y+分布云圖

圖4 葉片表面y+分布云圖

圖3網(wǎng)格無關(guān)性驗證圖5液氮物質(zhì)屬性曲線圖

本文編號：4012623