離心泵誘導(dǎo)輪入口回流空化的數(shù)值研究.pdf

1、分類號(hào)號(hào)UDCCC密級(jí)級(jí)級(jí)學(xué)號(hào)號(hào)0708150870矛擠爭了聲去軍碩士學(xué)位論文離心泵誘導(dǎo)輪入口回流空化的數(shù)值研究牛凱斌學(xué)科名稱:學(xué)科門類:指導(dǎo)教師:水利水電工程工學(xué)羅興鑄郭鵬程教授副教授申請(qǐng)日期:2010年3月摘要攀論文題目:離心泵誘導(dǎo)輪入口回流空化的數(shù)值研究學(xué)科專業(yè):水利水電工程碩士生:牛凱斌簽名:指導(dǎo)教師:羅興鑄教授簽名:郭鵬程副教授簽名:摘要在高速離心泵葉輪前加裝誘導(dǎo)輪能較好的抑制離心葉輪的空化，而誘導(dǎo)輪的空化性能主要由其入口條件

2、所決定。本文采用RNGk一￡湍流模型和Rayleigh一lesset空化模型對(duì)所設(shè)計(jì)的誘導(dǎo)輪全流道空化流進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，較為系統(tǒng)地開展了不同葉尖間隙和不同外殼形狀對(duì)誘導(dǎo)輪空化性能影響的研究。完成的主要工作有:首先，數(shù)值分析了三種不同葉尖間隙下誘導(dǎo)輪內(nèi)的流動(dòng)特性。結(jié)果表明，隨進(jìn)口壓力的減小，空化區(qū)域逐步增大。當(dāng)空化系數(shù)降到0.04附近時(shí)，誘導(dǎo)輪的揚(yáng)程系數(shù)開始迅速下降靠近葉片進(jìn)口修圓的外緣處相對(duì)速度較大，且壓力最低，此位置易發(fā)生空化小流量條

3、件下的葉片蒸汽相體積明顯大于大流量條件下的情況不同工況下，回流渦長度沿軸向擴(kuò)展較長，隨流量的增大，回流渦長度減少，徑向擴(kuò)展較大。分析了設(shè)計(jì)流量下誘導(dǎo)輪進(jìn)口和出口段區(qū)域的非定常壓力脈動(dòng)特性。結(jié)果表明，大葉尖間隙壓力脈動(dòng)值比小葉間隙壓力脈動(dòng)值大。對(duì)于0.smm和1.omm葉尖間隙，均出現(xiàn)了n.64I][z的頻率，其值約為葉片轉(zhuǎn)頻的0.075倍。1.2mm葉尖間隙的壓力脈動(dòng)均為110.76HZ以上的頻率。在上述研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開展了誘導(dǎo)輪

4、進(jìn)口外殼的不同開槽方案(A、B、C方案)對(duì)其空化性能影響的研究。結(jié)果表明，誘導(dǎo)輪殼體開槽方案能有效降低葉片前緣負(fù)荷，但是效率和揚(yáng)程都略有下降方案B、C的誘導(dǎo)輪吸力面上的靜壓值有明顯的降低，特別在進(jìn)口的外緣處，最小壓力區(qū)的面積有明顯的減小改形后的外殼，回流渦明顯增大。外殼上開槽明顯減小了葉片上蒸汽相份額，但是葉片表面出現(xiàn)了不同程度氣泡分布。關(guān)鍵詞:離心泵誘導(dǎo)輪回流空化數(shù)值模擬外殼修形本研究得到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(50979091)，86