大流量工况下离心泵非定常空化流动特性分析

为了研究在大流量工况下离心泵的空化现象，以及该工况下的空化与压力脉动关系，通过实验测试，在蜗壳内建立监测点进行数值分析，研究了大流量工况下，不同空化阶段离心泵的压力脉动情况，并且对离心泵的非定常空化流动特性进行了分析。首先，通过搭建离心泵闭式管路实验台，对离心泵外特性及不同程度空化情况进行了测试；然后，应用RNG k-ε湍流模型和全空化模型，对一台单级单吸悬臂式离心泵进行了数值计算，得到了空化流场和蜗壳上监测点P1～P5的压力脉动时域和频域特征；最后，基于数值计算结果，分别对叶轮内不同空化状态下，蒸汽体积分数、中间截面速度矢量分布以及监测点的压力脉动进行了分析。研究结果表明：随着空化的加剧，叶片吸力面的空泡区域不断扩大，对流道进口的堵塞作用逐渐增强，而蜗壳上各压力脉动监测点的主频也随之发生显著变化；因此，对泵蜗壳上压力脉动的监测和分析可为空化现象的判断提供参考。