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《考虑热力学效应的高温水空化模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、ISSN10000054清华大学学报(自然科学版)2010年第50卷第2期24/38CN112223/NJTsinghuaUniv(Sci&Tech),2010,Vol.50,No.2262265考虑热力学效应的高温水空化模拟季斌,罗先武,吴玉林,张瑶,许洪元(清华大学热能工程系,水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京100084)摘要:在汽液质量传输方程的基础上,考虑局部汽/液相temperaturewater.含量、局部压力与饱和蒸汽压之差及空化的热力学效应,提Keywords:enginee
2、ringthermodynamics;cavitationmodel;high出了一种可应用于高温水空化流计算的空化模型。为了评temperaturewater;cavitatingflow价该模型的适用性,以NACA66(MOD)翼型为对象,采用局部均匀平衡流方法分别计算了水温为293K和373K时的燃料输送泵的空化性能对液体燃料火箭的运行物面负压系数,并与实验和Singhal的全空化模型的计算结稳定性十分重要,因而准确预测泵的空化就变得非果进行了比较。研究表明:在水温为293K时,改进的空化[1]常重要。此外,许多工业
3、部门使用的泵在高温条模型与全空化模型的计算结果均与试验吻合较好;在水温件工作时,与常温情况相比泵的空化发展受到抑制,为373K时,虽然两种空化模型的结果均显示空化的发展受[2]到了抑制,但该文提出的空化模型能明显地反映出翼型表面空化性能得到改善。以上两种情形下的空化都有空泡区的温度变化(即热力学效应)。该文提出的空化模型一个共同点,就是工作介质的热力学特性(如饱和蒸更适合模拟高温水的空化流。汽压)对温度变化十分敏感,从而对空化流动产生重关键词:工程热力学;空化模型;高温水;空化流要影响。现有的空化模型(如Singhal等提
4、出的全空化中图分类号:TK123文献标识码:A[3][4]文章编号:10000054(2010)02026204模型,Kunz等提出的基于两相流的空化模型等)大都忽略了热力学效应对空化的影响,是否适用于高温水和液体燃料火箭使用的特殊低温流体的空Cavitatingflowsimulationforhigh化模拟还须仔细检验。temperaturewaterbasedon本文在汽液传输理论的基础上,提出了一种合thermodynamiceffects理考虑空化热力学效应的方法,即在空化模型中引JIBin,LUOXian
5、wu,WUYulin,ZHANGYao,入反映热力学效应的源项,其大小直接与局部汽相XUHongyuan含量、局部压力与饱和蒸汽压之差及当地温度相关。(StateKeyLaboratoryofHydroscienceandEngineering,DepartmentofThermalEngineering,TsinghuaUniversity,在求解连续方程、动量方程、质量输运方程的同时耦Beijing100084,China)合求解能量方程,流体的热力学参数如当地饱和蒸Abstract:Thevaporliquidma
6、sstransportequationwasusedto汽压、水蒸汽的密度、液体密度、汽化潜热等在计算formulateacavitationmodelsuitableforcavitatingflowsimulations中逐步修正,改善了空化流场的求解精度。ofhightemperaturewater.Themodelincludesthermodynamiceffects,suchasthevapor/liquidratioandthedifferencebetweenthe1考虑热力学效应的空化流模拟方法loca
7、lstaticpressureandthesaturatedvaporpressure.Theaccuracyofthemodelwasevaluatedforcavitatingflowarounda1.1控制方程NACA66(MOD)airfoilat293Kand373K,usingthelocallyhomogeneousflowmethod,withcomparisontotheexperimental将空化流作为一种均匀的汽液混和物,基于这dataandcalculatedresultsofSinghals
8、fullcavitationmodel.Theresultsindicatethatat293K,boththemodelandthefullcavitation收稿日期:20090326modelagreewellwiththeexperimentalresults.At373K,both基金项目
