李 景 悦(西华大学能源与动力工程学院，成都 610039)

0 引 言

混流式叶轮是泵、水轮机等众多流体机械的核心部件，被广泛应用于航空航天、水利水电、农田灌溉等各个领域。而空化不仅会改变流体在叶轮中的流动状态，降低水力性能，在空泡发生溃灭时还有可能破坏流道，损伤部件，影响机器的正常运行[1-4]。目前，关于混流泵空化的研究已成为国内外专家、学者研究的热点。常书平等基于CFD对混流泵进行定常计算，分析了混流泵的空化性能，成功预测了混流泵扬程的衰减规律[5]。刘厚林等概述了泵空化的研究现状，指出空泡的产生与溃灭过程会影响湍动能的产生与能量耗散[6]。陆鹏波结合泵的结构进行定常分析，讨论了混流泵在高温高压下的空化性能，优化了混流式叶轮，改善了泵的综合性能[7]。然而，由于计算资源限制，前人对空化现象的相关研究大部分是针对定常流动[8-10]，极少探究非定常状态下混流泵的空化特性。本文则对混流泵进行汽液两相瞬态计算，分析不同汽蚀余量下混流泵的空化性能，重点探究叶轮叶片空化状态，对空泡的发展过程进行跟踪，寻找空泡含量的变化特点，试图寻得混流式叶轮空化规律，为混流泵的优化设计提供参考。

1 计算模型与方法

1.1 计算模型

以某泵厂生产的混流式核主泵为模型泵，该泵的设计流量Q=23 790 m3/h，设计扬程H=98 m，叶轮叶片数Z=8，导叶叶片数Zd=12，转速n=1 485 r/min，叶轮转动频率fn=24.75 Hz，叶片通过频率f=198 Hz。

对模型泵进行全流道三维模拟仿真，计算区域包括：进口段、叶轮、导叶以及出口部分，如图1所示。……