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    一、汽蝕現(xiàn)象

    水泵運(yùn)行時(shí)，由于某些原因?qū)е卤脙?nèi)局部位置液體的壓力降低到工作溫度下的汽化壓力，水開(kāi)始汽化，生成大量的汽泡，當(dāng)汽泡流入壓力較高的部位時(shí)，迅速凝結(jié)、潰滅。這一過(guò)程中涉及許多物理、化學(xué)現(xiàn)象，并產(chǎn)生噪音、振動(dòng)和對(duì)過(guò)流部件材料的侵蝕作用，這種現(xiàn)象稱為水泵的汽蝕現(xiàn)象。

    二、汽蝕產(chǎn)生的危害

    離心泵汽蝕時(shí)，由于空泡的高頻產(chǎn)生與破滅，對(duì)葉片、前后蓋板等過(guò)流部件表面產(chǎn)生侵蝕，縮短了零部件的使用壽命；空泡破滅時(shí)，會(huì)產(chǎn)生明顯的振動(dòng)和噪聲，帶來(lái)安全隱患的同時(shí)，還惡化了工作環(huán)境；汽蝕發(fā)生到一定程度后，離心泵的揚(yáng)程、效率等受到明顯影響，嚴(yán)重時(shí)將引起斷流，使泵無(wú)法正常工作。

    三、提高抗汽蝕性能的常見(jiàn)措施

    （1）從泵的相關(guān)參數(shù)方面考慮，適當(dāng)加大葉輪入口直徑和葉片進(jìn)口寬度，適當(dāng)增大葉輪前蓋板進(jìn)口部分的曲率半徑，葉片在葉輪入口處適當(dāng)延伸，選擇合適的葉片進(jìn)口沖角，這些措施都有利于提高泵的抗汽蝕性能。

    （2）從泵的結(jié)構(gòu)方面考慮，在泵的設(shè)計(jì)中采用雙吸式葉輪可使汽蝕系數(shù)減小，在對(duì)抗汽蝕性能要求很高的泵中，可采用誘導(dǎo)輪來(lái)提高抗汽蝕性能。

    （3）從加工及材料方面考慮，可以通過(guò)提高加工精度、選用抗汽蝕性能良好的材料、流道表面處理等提高抗汽蝕性能。

     四、基于CFD抗汽蝕性能優(yōu)化

    基于CFD的抗汽蝕性能優(yōu)化的過(guò)程是：將對(duì)象泵型進(jìn)行三維建模，獲得過(guò)流部分的水力模型，通過(guò)網(wǎng)格劃分，利用CFD軟件對(duì)其運(yùn)行工況進(jìn)行模擬，再根據(jù)模擬計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，并提出優(yōu)化改進(jìn)措施。

    針對(duì)某泵型進(jìn)行汽蝕模擬計(jì)算，得到如下圖的葉輪壁面空泡分布圖。

    從圖中可以看出，空泡最早出現(xiàn)在葉輪進(jìn)口稍后葉片進(jìn)口邊靠近前蓋板的吸力面處，同時(shí)在相近的前蓋板上也有所出現(xiàn)。可見(jiàn)，該泵型汽蝕最早將在該位置產(chǎn)生，需要對(duì)葉輪進(jìn)口條件進(jìn)行改進(jìn)。

    上圖為葉輪XY對(duì)稱面速度矢量圖，在葉輪單個(gè)流道的中間位置出現(xiàn)了漩渦，漩渦的產(chǎn)生將對(duì)水泵的性能產(chǎn)生較大影響。因此，需要改善葉輪流道內(nèi)部的流場(chǎng)分布，減少或避免漩渦的產(chǎn)生。

    根據(jù)上述模擬計(jì)算結(jié)果及分析，對(duì)該模型采取增大葉輪進(jìn)口直徑和適當(dāng)延伸葉輪進(jìn)口邊等措施，有效提高了該泵型的抗汽蝕性能，并通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。