增压喷嘴轴向位置对诱导轮汽蚀性能的影响

Influence of Axial Position of Nozzle of Booster Device on Cavitation Performance of Inducer

为了提高诱导轮的汽蚀性能,以某型号离心泵为研究对象,设计了一种泵内循环增压装置,并确定原模型以及喷嘴与诱导轮轴向距离分别为-2 mm、0 mm、2 mm共四组设计方案,通过数值计算与试验验证相结合的方法研究了诱导轮在不同设计方案下的空泡体积分布、诱导轮表面静压分布、诱导轮流道轴面流线分布以及不同方案对离心泵扬程和效率的影响,并分析了该增压装置对诱导轮汽蚀的抑制机理。研究发现:诱导轮汽蚀最先出现在诱导轮叶片进口吸力面外缘处,随着汽蚀数的减小,空泡继续向轮毂前端以及上游流道扩散,最后充满上游流道呈柱状分布,该增压装置能改善诱导轮的汽蚀性能,但会使泵扬程和效率略有降低,增压喷嘴在不同轴向位置时对诱导轮汽蚀性能的改善程度不同,对泵扬程和效率的影响程度也不同。当增压喷嘴与诱导轮的轴向距离为0 mm时,该增压装置对诱导轮汽蚀性能改善效果最佳,临界汽蚀数较原模型提高了23.53%,且对泵扬程和效率影响最小,即当位径比α为0时增压喷嘴轴向位置最佳。