离心泵瞬态空化流动及压力脉动特性.pdfVIP

振　动　与　冲　击 第３２卷第２２期 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫ Ｖｏｌ．３２Ｎｏ．２２２０１３　  离心泵瞬态空化流动及压力脉动特性 １ ２ ２ 王松林 ，谭 磊 ，王玉川 （１．华北水利水电学院水利学院，郑州　４５００１１；２．清华大学 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京　１０００８４） 　　摘　要：基于ＲＮＧｋ－ 湍流模型及输运方程空化模型，考虑空化流动可压缩性影响修正湍流模型，考虑湍流压 ε 力脉动对饱和压力影响修正空化模型，对小流量工况离心泵瞬态空化流动进行数值模拟，计算所得扬程随进口压力变化 曲线与试验结果吻合较好，能较准确预测离心泵在空化临界点扬程陡降过程。在离心泵叶轮流道中间与叶片压力面、吸 力面布置监测点，对比分析非空化、空化时叶轮内压力脉动特性。结果表明：叶轮内压力脉动主频为叶轮转频；在叶轮流 道及叶片吸力面，叶轮内压力脉动最大幅值由进口至出口逐渐增大，而在叶片压力面，压力脉动最大幅值在叶片进口４／５ 处最大。空化流动各监测点压力脉动最大幅值大于非空化，在流道进口处约为非空化时２倍。受蜗舌结构影响，叶轮内 各流道空化区域分布不均匀。 关键词：离心泵；瞬态特性；空化流动；压力脉动 中图分类号：ＴＨ３１１　　　文献标识码：Ａ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｒａｎｓｉｅｎｔｃａｖｉｔａｔｉｏｎｆｌｏｗａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｆｏｒａｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｐｕｍｐ １ ２ ２ ＷＡＮＧＳｏｎｇｌｉｎ，ＴＡＮＬｅｉ，ＷＡＮＧＹｕｃｈｕａｎ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００１１，Ｃｈｉｎａ； ２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＨｙｄｒｏｓｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４，Ｃｈｉｎａ） 　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｔｈｅｔｒａｎｓｉｅｎｔｃａｖｉｔａｔｉｏｎｆｌｏｗｓｉｎａｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｐｕｍｐｗｉｔｈｓｍａｌｌｆｌｏｗｒａｔｅｗｅｒｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙｓｉｍｕｌａｔｅｄｕｓｉｎｇ ＲＮＧｋｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｍｏｄｅｌａｎｄｔｈｅｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｑｕａｔｉｏｎｃａｖｉｔａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ，ｂｏｔｈｍｏｄｅｌｓｗｅｒｅｍｏｄｉｆｉｅｄｂｙｔａｋｉｎｇｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ε ｏｆｔｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｆｌｕｉｄｏｎｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｐｒｅｓｓｕｒｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｏｎｓａｔｕｒａｔｉｏｎｐｒｅｓｓｕｒｅｉｎｔｏｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ． Ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｐｕｍｐｈｅａｄｗｉｔｈｐｕｍｐｉｎｌｅｔｐｒｅｓｓｕｒｅａｇｒｅｅｄｗｅｌｌｗｉｔｈｔｈｅｔｅｓｔｄａｔａ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ ｔｈａｔｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｏｄｅｌａｎｄｍｅｔｈｏｄｃａｎａｃｃｕｒａｔｅｌｙｐｒｅｄｉｃｔｔｈｅｃａｖｉｔａｔｉｏｎｆｌｏｗｓｉｎａｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｐｕｍｐ．Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆｐｒｅｓｓｕｒｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｗｉｔｈａｎｄｗｉｔｈｏｕｔｃａｖｉｔａｔｉｏｎｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ．Ｉｔｗａｓｓｈｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｄｏｍｉｎａｎｔｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆｐｒｅｓｓｕｒｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｉｎａｎｉｍｐｅｌｌｅｒｉｓｔｈｅｒｏｔａｔｉｎｇｆｒｅｑ