Валидация численной модели лопастной системы осевого насоса ОД-2

Аннотация

Была разработана численная модель, при помощи которой произведены расчеты основных параметров работы осевого насоса в нестационарной постановке с использованием сегментной геометрии, состоящей из одной лопатки рабочего колеса и спрямляющего аппарата, и моделью турбулентности k-ε. Расчеты выполнены для всего диапазона подач напорной характеристики осевого насоса ОД-2. Полученные расчетные характеристики (напор, КПД) сравниваются с данными физических испытаний насоса. Получены качественно схожие расчетные аналитические зависимости напорной характеристики и значений КПД с кривыми реального насоса, но количественно наблюдается рост расхождения характеристик с увеличением подачи. Так, расхождение расчетного напора с действительным составляет 15-30% при коэффициенте подач меньше K_Q = 0,4, что является приемлемым результатом для инженерных задач. При коэффициенте подач свыше, наблюдается значительное увеличение расхождения напора. Анализ распределения статического давления вблизи лопаток рабочего колеса, полученного при помощи численной модели, показал наличие физически недостоверных зон разряжения, что указывает на условия интенсивной кавитации в реальности. Это делает ограниченно применимыми подобные численные модели, не учитывающие влияние кавитации, для получения характеристик насосов водометных движителей. Для уменьшения расхождения результатов численного моделирования необходима разработка модели с учетом кавитации, а также использование бо́льших вычислительных ресурсов.