速度环量对大型轴流泵站水力性能的影响-中南大学学报.PDF

第 47 卷第 6 期 中南大学学报( 自然科学版) Vol.47 No.6 2016 年 6 月 Journal of Central South University (Science and Technology) June 2016 DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2016.06.041 速度环量对大型轴流泵站水力性能的影响 燕浩，刘梅清，赵文胜，林鹏，吴远为 (武汉大学 动力与机械学院，湖北 武汉，430072) 摘要：为了研究大型轴流泵装置内部由空化引起的有旋流动对机组水力性能的影响，基于 SST(shear−stress transport)k−ω湍流模型，应用 Rayleigh−Plesset 模型对泵站内部空化进行描述，并用速度环量分别对非空化和空化 2 种状态的有旋流动进行计算，结合模型泵试验研究等方法对泵内有旋流动进行分析。比较 2 种工作状态下流体 流动偏移角(γ) ，研究速度环量对水力性能影响的规律。研究结果表明：在设计工况下，扬程相对误差为 3.58%， 效率相对误差为 3.31%，验证了湍流模型的适用性，并得到泵站装置临界空化压力(P )和断裂空化压力(P ) ；在设 c f 计工况下，空化会增大流体流动偏移角，增大速度环量，增加内部流道水力损失；在偏离设计工况下，会增大流 体流动偏移角(γ) 。其中，在小流量系数条件下较大，此时空化进一步增大流动偏移角(γ) ，并增加由此引起的速度 环量变化量以及进出口流道内部损失，使大型轴流泵站性能下降。 关键词：大型轴流泵装置；速度环量；空化；计算流体力学；水力性能 中图分类号：TH311 文献标志码：A 文章编号：1672−7207(2016)06−2125−08 Influence of velocity circulation on hydraulic performance of large axial-flow pumps station YAN Hao, LIU Meiqing, ZHAO Wensheng, LIN Peng, WU Yuanwei (School of Power and Mechanical Engineering, Wuhan University, Wuhan 430072, China) Abstract: To study the effect of inner rotational flow on hydraulic performance of large axial-flow pumps caused by cavitation, based on SST (shear−stress transport) k−ω turbulence model, the pumps internal cavitation was described by applying Rayleigh−Plesset model. The rotational flows of pumps under cavitation and non-cavitation condition wer