定子叶片数对泵喷推进器空化性能的影响

摘要

目的在改善泵喷推进器(泵喷)水动力性能的同时,兼顾其空化性能。方法以某前置泵喷为原型,采用基于密度修正的RNG k-ε双方程湍流模型,结合Zwart空化方程,数值研究定子叶片数(N_(s)=6~10)对空化性能的影响。结果泵喷空化主要为叶梢涡空化和叶片表面的片状空化,而时-频空化曲线与叶片数目有关,其中单转子表面空化与定子数目相关,而总空化面积与转-定子影响有关。结论增加定子叶片数虽然提高了泵喷推力和扭矩,但转子叶片及叶梢负荷增加,使空化范围大幅度增加。最终N_(s)从6增加到10时,总空化体积涨幅超过5倍。分析空化流动中的涡量输运方程发现,膨胀收缩项在空化演化占主导作用,并且随着定子叶数的增加而增大。