空化是离心泵中常见的现象,它通常会造成水利机械的性能降低,产生振动和噪音,严重时还会对材料造成破坏。为了提高空化性能可以在离心泵前加装诱导轮,因诱导轮具有较好的抗空化能力且能够提高离心轮进口的压力,从而提高离心泵的空化余量。本文结合试验对某型LNG电动超低温潜液泵进行了全三维数值计算,研究了离心泵内的流动特性和空化发展规律。主要研究内容和结论如下:1.离心泵内的空化演变过程和流场稳态特性研究了不同空化余量下,离心泵内部空泡、静压和流线的分布规律。根据空泡分布和扬程变化,将空化的发展过程分为四个阶段:初生空化、临界空化、发展空化和完全空化。通过诱导轮和叶轮叶栅与叶片表面上的空泡分布得到不同空化阶段下的空泡发展规律。发现诱导轮能在空化状态下工作,说明诱导轮有较好的空化能力。大流量时,流体的流速快,使得流体的动压升高,静压降低,所以大流量时更容易发生空化;相反小流量时动压降低,静压升高,不容易发生空化。2.诱导轮进口后掠角对离心泵空化性能的影响研究了8个诱导轮进口后掠角方案下离心泵内空化流动特性。诱导轮后掠角对泵空化性能有很大影响,在一定范围内,增加后掠角使空化性能明显提高。流体进入诱导轮区域后,液体就开始接受叶片作用,压力逐渐增加并向轮缘移动,使最容易发生空化的进口外缘处的抗空化条件得到改善,而后掠角越大,增压的过程越长,空化性能也就越好;但当后掠角继续增大,使得轮缘处的进口安放角过大,进而导致冲角过大,造成的冲击也随之增大,使得空化性能降低,本台泵的最优后掠角为270°。3.诱导轮与叶轮叶片数匹配对离心泵空化性能的影响研究了诱导轮叶片数为2、3、4,叶轮叶片数为6、7、8的9种正交匹配方案下离心泵内空化流动特性。在一定范围内,根据无穷多叶片理论,随着叶轮叶片数增加,泵的扬程和效率均提高。诱导轮叶片数对空化性能影响较大,叶片数越多,叶片对液体的排挤越大,使得流体的流速越高,压力越低,更易发生空化。所以诱导轮叶片数对空化性能影响较大,叶轮叶片数影响较小。