轴流泵叶轮汽蚀两相流的数值模拟与分析

简介

为了分析某型号轴流泵叶轮汽蚀状态下汽液两相流特征，本文基于均相流模型、RNGk-ε-流模型与SIM-PLEC算法，分别从外特性和内部流场两方面分析了轴流泵叶轮的空化过程，通过定量分析不同NPSH下轴流泵的扬程下降和空泡分布的对应关系，讨论了不同空化状态下叶轮内部速度场和压力场的分布，寻找出轴流泵空化发生破坏的位置和发展趋势。数值模拟结果表明，空化初生时空泡产生于叶片背面进口轮缘处，随着轴流泵进口压力的不断降低，叶片背面外缘处空泡逐渐向轮毂侧发展，且外缘侧空泡不断向前推进，在装置汽蚀余量NPSH为6．62m时，空泡基本覆盖叶片的背面，此时叶片丧失了部分做功能力，且扬程下降明显。计算模型泵进行了现场运行试验，试验结果表明，数值模拟的空泡分布与实际破坏位置一致，验证了数值计算的准确性，也为解决轴流泵汽蚀破坏问题提供了内流流场参考。