离心泵定常数值模拟：空化特性与性能预测

本文主要探讨了离心泵内部空化流动的定常数值模拟方法及其在性能预测中的应用。研究者刘宜、陈建新、宋怀德和李永乐利用Fluent软件中的空蚀模型和混合流体两相流模型，对离心泵的三维湍流空蚀流场进行了深入的模拟。他们针对设计工况下的运行情况，通过模拟得到了液相和空泡相的流动特性，从而精确地预测了空化现象在泵内可能发生的位置和程度。这种数值模拟技术有助于揭示泵内部流场的复杂动态，特别是空蚀发生过程中的压力分布特征，这些信息对于理解泵的工作原理和优化设计至关重要。 在模拟过程中，研究人员特别关注了叶片上压力的变化，因为这直接影响到泵的性能和效率。空化区域的压力波动可能导致叶片振动，甚至造成材料疲劳和机械损坏。通过细致的数值分析，他们揭示了空化对离心泵性能的影响机制，如流量减小、效率下降以及噪声增大等。 论文的关键成果在于证明了定常数值模拟在预测离心泵空化性能方面的有效性。这种方法不仅能够提供直观的流场可视化，还能够定量评估空化对泵性能的具体影响，这对于工程师在实际应用中选择合适的泵型，优化操作条件，以及预防或减轻空化问题具有重要的指导意义。 总结起来，该论文为离心泵的设计和维护提供了一种强大的工具，展示了数值模拟技术在解决实际工程问题中的实用价值，尤其是在处理涉及空化等复杂流动现象的挑战时。它强调了理论研究与实践相结合的重要性，为提升离心泵的可靠性和经济性奠定了科学基础。