离心泵空化流数值模拟：预测空化余量的新方法

本文探讨了离心泵的空化流数值模拟及其空化余量预测的重要性，尤其是在泵的设计优化和运行稳定性提升方面。作者赖喜德、廖功磊和曾维国利用Rayleigh-Plesset方程构建了描述空泡生长和溃灭过程的空泡动力学模型，结合混合空化两相流模型和三维全流道两相流流动数值模拟技术，尝试通过数值试验来替代传统的实验方法来预测泵的空化余量（NPSHr）。 他们针对低比转速离心泵进行全流道空化流的详细数值模拟，通过调整进口总压力头（NPSHa）来模拟不同的工作条件。在模拟过程中，他们不仅得到了各工况下的扬程数据，还分析了叶片表面压力分布、空化发生的区域以及流道内的空泡体积率分布。这些信息对于理解泵在空化条件下工作特性至关重要，能帮助工程师更精确地预估泵的实际性能。 通过与试验结果对比，文中提到的数值模拟预测方法具有较高的准确性，其预测NPSHr的误差控制在较小范围内，小于10%。这表明，利用数值模拟技术进行空化余量预测具有显著的优势，能够节省时间和成本，并可能减少因传统试验产生的不确定性。 本文的研究成果为离心泵设计者提供了一种新的工具，通过数值模拟方法预测泵的空化行为和性能，有助于提升设计效率和泵的整体性能表现，对于泵行业的工程实践具有实际应用价值。同时，这也反映了现代数值计算在解决复杂流体力学问题中的作用日益增强，特别是在涉及空化等非线性流动现象时。