采用两相流模型,对不同流量工况下双吸式离心泵内空化进行数值模拟计算,研究双吸式离心泵内空化发展过程及性能演变。结果表明随空化发展,双吸式离心泵扬程及效率显著下降,叶轮内空化最先发生在叶片吸力面进口靠近轮毂处,向盖板和叶片出口扩散。临界空化判定上,效率下降1%比扬程下降3%更合理;空化初生判定上,效率下降0.1%可以作为相应的判断依据。

为了探究叶轮流道入口喉部面积对离心泵空化性能的影响，以某型号离心泵为研究模型，通过修改叶片包角和方格网流线构建了4组具有不同叶轮流道入口喉部面积的叶轮，基于RNG k-ε湍流模型和Schnerr-Sauer空化模型，对4组模型泵方案的空化性能进行数值模拟。研究结果表明:在保持叶轮流道出口面积不变的前提下，叶轮流道入口喉部面积增大，初生空化余量NPSH_i与临界空化余量NPSH_r的变化存在相反的趋势，两者之间没有倍数关系;临界空化余量NPSH_r主要与叶轮流道面积的变化趋势有关，宽敞流道有利于降低离心泵的临界空化余量，提高空化严重时的断裂扬程;初生空化余量NPSH_i与叶轮进口几何形状有关，为获得较小的初生空化余量，在水力设计过程中，须采用使入口喉部面积减小的措施。