叶片数对高比转数轴流泵空化特性的影响

基于shearstresstransport（SST）k-ω湍流模型和Zwart空化模型，针对某一高比转数轴流泵模型，对叶片数分别为3、4和5的3组叶轮方案，分别进行了空化流场模拟和实验，计算了不同叶片数下的流量-扬程曲线、流量-效率曲线和空化性能曲线，得到了3组叶轮的临界空化余量NPSHc分别为6.19m、5.122m和4.765m。与叶片数为3的叶轮方案对比，另外2组叶片数方案的NPSH值分别降低了17.25%和23.02%。在空化充分发展的工况范围，发现叶片数多的叶轮的扬程对NPSH降低较敏感；针对轴流泵叶片背面的固定空化和叶顶间隙的旋涡空化，用空泡分布来表征空化的程度，分析了其在不同空化余量下空泡分布的变化规律。通过对比得到，相同NPSH下，叶片数Z=5的叶轮，叶片背面空泡分布体积较少，即空化的程度较低；但其空化严重区的空泡体积增幅较大，即空化发展的速度较快；叶顶区域的叶顶涡诱导的低压区随叶片数减少，范围逐渐向上游扩大，轮缘的空泡体积也随之增大，叶顶泄漏空化更加严重。即叶片数对不同类型空化情况，以及相同类型的不同程度的空化情况影响不同。