考虑热力学效应的空化模型修正及其适用性研究

发布时间：2022-09-21 17:28

　　为了研究热力学效应对不同温度水和低温流体空化影响,针对Zwart、Merkle和Singhal 3种典型空化模型,基于Antoine方程,考虑汽化潜热引起的饱和蒸汽压变化以及湍动能对当地汽化压强的影响,通过CFX前处理编辑分别对3种空化模型进行了修正,提出了全新的考虑热力学效应的空化模型。针对不同温度水为介质的NACA0015翼型,分别采用3种不同空化模型及修正后的空化模型进行了数值模拟。结果表明,修正后的Merkle模型更加接近实验值。基于修正后的Merkle模型,模拟了不同温度液氮为介质的HORD翼型,并与实验结果进行了对比。研究发现,考虑热力学效应时,空化区域产生温度下降、对应饱和压力下降,致使空化强度减弱,空穴长度缩短,当地空化数均大于远场空化数。相比温度为77. 64 K的工况,83. 06 K工况下的热力学敏感性更高,压降更多,空化受抑制更加明显。 

【文章页数】：9 页

【文章目录】：
0 引言
1 控制方程与数值方法
    1.1 基本方程
    1.2 湍流模型
    1.3 空化模型
        1.3.1 Zwart空化模型
        1.3.2 Merkle空化模型
        1.3.3 Singhal空化模型
    1.4 空化模型的修正方法
2 不同温度水的空化流数值模拟
    2.1 计算区域及边界条件
    2.2 计算结果与讨论
3 不同温度液氮的空化流数值模拟
    3.1 计算区域及边界条件
    3.2 计算结果与讨论
4 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]高速诱导轮离心泵内空化发展可视化实验与数值模拟[J]. 崔宝玲,陈杰,李晓俊,林哲,蔡海兵,韩安达.  农业机械学报. 2018(04)
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[3]非定常空化流致噪声的数值模拟[J]. 朱明明,黄彪,王国玉,王宁.  排灌机械工程学报. 2017(11)
[4]高温条件下热力学效应对空化的影响[J]. 王巍,林茵,王晓放,王一名.  排灌机械工程学报. 2014(10)
[5]一种修正的低温流体空化流动计算模型[J]. 时素果,王国玉.  力学学报. 2012(02)
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[7]热力学空化模型的改进及数值应用[J]. 张瑶,罗先武,许洪元,吴玉林.  工程热物理学报. 2010(10)
[8]考虑热力学效应的高温水空化模拟[J]. 季斌,罗先武,吴玉林,张瑶,许洪元.  清华大学学报(自然科学版). 2010(02)
[9]LNG冷能的梯级利用[J]. 葛轶群,章学来,赵兰,刘剑宁.  制冷技术. 2006(03)

博士论文
[1]低温流体空化特性数值研究[D]. 马相孚.哈尔滨工业大学 2013



本文编号：3680364