水翼表面带角度射流对空化影响的实验研究

论文摘要

空化是当流体中局部压力降低到饱和蒸气压附近所产生的一种相变现象,具有非定常、多相流、湍流以及可压缩等特征,因此非常复杂。空化过程产生的空泡团在固体表面的破裂是造成材料破坏的主要原因,同时空化还会带来振动和噪声等一系列问题,尤其会对水泵、水轮机等水力机械的旋转部件造成不可逆的损坏。因此,空化抑制的研究意义重大。本文提出了表面带有155°射流孔的特殊结构水翼的设计,并针对表面带有射流的改进型NACA66(MOD)水翼开展空化流动影响的实验研究。利用高速全流场可视化技术结合粒子图像测速技术(PIV)分析了流场中注入不同射流流量对空化流场中空化演变形态和运动特性的作用规律,揭示了不同射流流量对绕射流水翼空化流动的影响,实验结果表明:空化数较高时,空化形态处于片空化阶段,空化生长过程中附着型空穴的长度和厚度随着水翼表面主动射流流量的增加逐渐减小。同时随着射流流量的增加,脱落的空泡团脱落尺度减小,流场的高速区逐渐向水翼吸力面靠近,流场的高涡量区逐渐由水翼前缘向尾缘迁移;空化数较低时,空化发展到片空化向云空化过渡阶段,水翼表面主动射流流量的增加对脱落形态影响较大,对脱落尺度影响有限;而当空化数进一步减小,空化发展到云空化阶段,主动射流会加剧空化发展过程中回射流的产生,但是随着射流流量的增加,空穴的发展速度逐渐变慢,同时云空化流场的高速区逐渐远离水翼吸力面,而高涡量区则是向射流孔附近移动。实验分析进一步证实了水翼表面带角度的主动射流可以减弱片空化的发展,达到减弱和抑制片空化的目的,对于云空化,反而会加剧云空化,增强云空化脱落。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 焦建雄

导师: 王巍

关键词: 实验研究,射流流量,空化,水翼

来源: 大连理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 力学

单位: 大连理工大学

分类号: O358

DOI: 10.26991/d.cnki.gdllu.2019.002001

总页数: 73

文件大小: 8319K

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