船用离心泵叶片参数的改变对汽蚀性能影响与分析

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船用离心泵叶片参数的改变对汽蚀性能影响与分析海军驻葫芦岛军代室-任华杰海装沈阳局-孙浩伟摘要 ：为了研究影响离心泵汽蚀性能的因素 ，本文以国内常用的65ZX25-32船用泵为研究对象在叶轮基本外尺寸和设计转速相同的情况下 改变叶轮进口流道形状和叶轮进口边形状 .运用软件进行数值模拟计算 ，得到相应的压力分布规律 ，从而判断出以上两种参数对离心泵汽蚀性能的影响规律。

Effect and Analysisperformance ofC ha n gi n g t h ecentrifugal pump vane1.前言汽蚀 问题～直是造船工业，水利 工程，航天工业，流体机械等诸多领域极为关心的问题。

在离心泵中，汽蚀所产生的后果是人们所熟知的老大难问题，-旦发生汽蚀，性能将明显下降。

在开始发生汽蚀时，汽蚀区域较小，对泵的工作没有明显的影响。当汽蚀发展到-定程度时，气泡大量产生，影响液体的正常流动，甚至造成液流间断，振动和噪音加剧，泵的排量、扬程、效率都明显下降。严重的汽蚀可使泵空转而停止输液。因此，通过合理方式优化离心泵结构、减轻汽蚀发展程度意义重大。本文试图通过改变离心泵两种结构参数即：叶轮进口流道形状、叶轮进口边形状来探讨对离心泵抗汽蚀性能的影响。

2.产生汽蚀的原因众所周知，当液体压力降至与液体温度相对应的饱和压力时，液体便会沸腾气化，此压力称为该液体在某-温度下所对应的饱和压力。离心泵工作时，由于泵-般安装位置高于吸入池液面和吸入管系存在阻力等原因，泵吸入室压力逐渐降低，进入叶轮后，叶片背部的压力比叶面的压力更低-些，因此，叶轮进口叶片背部的压力最低，如图 i上所示的K点处压力最低。

当K点压力降至液体自身温度所对应的饱和压力时，叶片背部进口处的液体便会沸腾汽化成许多小气泡。小气泡随液体沿叶片向外流动 时，压力逐渐增大。当小气泡周围压 力超过饱和压力时，气泡受压，气泡内蒸汽会突然凝结。

在小气泡凝结的瞬间，液体互相撞机，产生很高的局部压力。若气泡图i汽蚀现象Fig，2 Cavitation phenomenonAcadem ic学术在金属表面上破裂和凝结，则液体质点就像小弹头-样，打击在金属表面上。在压力很大和频率很高的液体质点的连续打击下，金属表面会因疲劳而破坏。发生严重汽蚀的部位就会被液体质点啄蚀成蜂窝状或海绵状孔洞而损坏 。

离心泵开始发生汽蚀时，汽蚀区域较小，对泵的正常工作没有明显影响，泵的特性曲线也没有明显的变化。但当汽蚀发展到-定程度时，由于液体中夹杂有很多气泡，叶轮所输送液体的平均密度降低，使泵的排出压力降低，流量减小，并发生振动和噪声，严重时使泵不能排送液体。本文以国内常用的 65ZX25-32船用泵为研究对象，该泵的扬程H44.5m，设计流量qv200 m3/h，转速 n1475n/min，汽蚀余量NPSHRI.7m。叶轮的基本几何参数如表 1表 1离心泵基本参数Tab.1.1 The basic parameters ofcentrifugal pumpDi/ram D2/mm B1/(。) B 2/(。) b2/mm Z165 324 16 24 32 195 63.改变叶轮参数3.1.改变叶轮进 口流道形状图1中，Pc为吸水池液面压力；Ps为泵进口S-S断面处液体压力：VS为泵进口处液体流速：zl为泵进口离吸入水池液面的垂直高度；hc-S为泵吸入管路的损头。根据伯努利方程，上述参数有以下关系：墨：墨蔓 愿 pg 2g I事实上，Ps不是泵内的最低压力，叶片进口背部K点的压力PK才是泵内的最低压力，因为 ：①从泵进口到叶轮进口有摩擦损失和冲击损失；②叶轮转动时，叶面与叶背之间有压差，液体由泵进口流至叶片进口背部时，压力还要中国机械 Machine China 65～～～--～-～-～-～-～-～～- .-～