泵-管路系統(tǒng)的汽蝕自激振蕩特性分析

嚴(yán)俊峰，陳 暉，逯婉若

（西安航天動(dòng)力研究所，陜西西安710100）

0 引言

高速離心泵具有簡(jiǎn)單可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、適應(yīng)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，在石化及航空航天領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。作為供應(yīng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件的泵還具有以下特征：功率密度大、苛刻入口抽吸條件下的動(dòng)力穩(wěn)定性要求高等。而汽蝕是降低泵的吸入性能、可靠性、功率密度及壽命的主要原因。此外，還會(huì)降低泵的效率，增加噪聲，更重要的是，汽蝕必然會(huì)產(chǎn)生流動(dòng)激勵(lì)，改變汽蝕柔度，從而誘發(fā)泵轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的和 (或)流體機(jī)械的不穩(wěn)定，因此開(kāi)展泵-管路系統(tǒng)的汽蝕自激振蕩研究很有必要。

Bernnen定義了泵的3種不穩(wěn)定的流動(dòng)現(xiàn)象：由旋轉(zhuǎn)汽蝕、喘振、局部汽蝕及不穩(wěn)定的超汽蝕引起的影響全局的流動(dòng)振蕩、影響局部的流動(dòng)振蕩及轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)方面的流體作用力。汽蝕振蕩是泵中常見(jiàn)的，也是很危險(xiǎn)的引發(fā)流體動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定現(xiàn)象。對(duì)于汽蝕自激振蕩，目前的研究主要集中在單個(gè)的、孤立的汽蝕現(xiàn)象及其動(dòng)力學(xué)過(guò)程，而對(duì)水力系統(tǒng)的空泡動(dòng)力學(xué)過(guò)程、汽蝕自激振蕩現(xiàn)象及其對(duì)泵－管路系統(tǒng)的影響等缺乏足夠的重視，對(duì)汽蝕自激振蕩的研究和認(rèn)識(shí)還不充分。

針對(duì)泵－管路系統(tǒng)試驗(yàn)中出現(xiàn)的汽蝕自激振蕩，采用空泡動(dòng)力學(xué)模型，初步建立了數(shù)學(xué)模型并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析對(duì)比。

1 汽蝕自激振蕩機(jī)理

1.1 汽蝕自激振蕩現(xiàn)象

為了提高抗汽蝕性能，采用了帶誘導(dǎo)輪的高速離心泵機(jī)組。變螺距誘導(dǎo)輪的主要設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。……