第四章空化模拟精品课程平台

1、第四章空化模拟精品课程平台,第四章 空化模拟,第三节 空化的模拟及热力学效应,一、空化与空蚀的模拟,空化相似的特殊性：,相变过程；复杂的两相流动； 液体的表面张力、压缩性、热力学特性、空化核子含量,当前的处理方法：,忽略少量空泡对液体总流特性的影响； 只能模拟初生空化，不能模拟空化发展后的流动过程。,第四章空化模拟精品课程平台,第四章 空化相似律,（一）空化相似定律,相似的流动，无量纲数相等,pm； CpCm； SpSm；,如果同时有,则（理论上）原型和模型的空化发展程度相似,（二）空化的比例效应,1）空化发生前：Re数影响HSL，从而影响1；影响叶片翼型上的压力分布从而影响2；结果影响NPS

2、Hr。,2）影响空化初生的主要因素是液体中的气体含量。,第四章空化模拟精品课程平台,第四章,3）空化相似定律对已发展到一定程度的空化不适用，故原型和模型用能量法测得的临界空化系数不完全相等。,4）物体尺寸和流速影响拉应力的大小及持续时间。,5）计算空化余量所用的基准面与叶片最低压力点不同,第四章空化模拟精品课程平台,第四章 热力学效应,二、空化的热力学效应,（一）液体的热力学特性对空化发展过程的影响,空泡产生时,ppva,汽化,吸热,T,pva,达到新平衡,空泡溃灭时,ppva,凝结,放热,T ,pva ,达到新平衡,由于热力学过程的影响，使空泡的发育和溃灭成为一个连续的渐变过程，使空化和空蚀

3、的发展趋缓,第四章空化模拟精品课程平台,第四章 不同液体的空化,液体热力学特性对空化的影响,同一台泵的试验结果,第四章空化模拟精品课程平台,第四章 热力学准则,（二）空化的热力学准则,假定：,1）瞬时平衡状态 2）与空泡区外绝热 3）不计粘性力和表面张力的影响,推导思路：,1）pva随外界p变化（平衡） 2 ） pva的变化与T相关 3 ） T 的变化由能量平衡决定,第四章空化模拟精品课程平台,第四章 B的推导,汽化吸热与降温放热平衡：,QLVVV=VLLCT,空化热力学准则,pva的变化量,定义蒸汽形成参数,BB1HVa,结论：当外界压力的降低值（HVa）一定时，空化发展程度（B）与液体的蒸

4、汽形成参数（B1）成正比,第四章空化模拟精品课程平台,第四章 水的B1,水的蒸汽形成参数,第四章空化模拟精品课程平台,第四章 实例,数值实例,B0.5,若T433 K Hva1.5 m 若T293 K Hva7.510-5m,第四章空化模拟精品课程平台,第四章 温度的影响,温度对泵空化的影响:,一方面,NPSHcr,泵的抗空化性能,原因：1、B1的影响； 2、空泡的弥散性。,另一方面,NPSHa,发生空化的可能,第四章空化模拟精品课程平台,第四章 DS,第四节 空化与空蚀的防护及改善措施,一、设计,1、合理确定叶轮低压侧的几何尺寸,DS,cL,wL,最优值：,第四章空化模拟精品课程平台,第四章

5、 进口边位置,4、采用诱导轮,2、下环（前盖板）圆弧半径和进口边位置,3、采用双吸叶轮,第四章空化模拟精品课程平台,第四章 诱导轮,第四章空化模拟精品课程平台,第四章 超空化翼型,5、采用超空化翼型,第四章空化模拟精品课程平台,第四章 超空化螺旋桨,第四章空化模拟精品课程平台,第四章 制造安装运行,二、制造 1、提高加工精度和表面光洁度 2、采用耐空蚀破坏的材料 3、表面处理提高材料耐空蚀性能 三、安装 合理确定吸出（入）高度 四、运行 适当限制运行工况,第四章空化模拟精品课程平台,第四章 运行工况,第四章空化模拟精品课程平台,第四章 维修,五、维修 1、采用耐空蚀材料补焊 2、表面喷、涂耐空蚀材料