图4.2～图4.4分别给出了非空化工况、NPSHa=1.05m和NPSHa=0.9m的条件下，叶片吸力面、流道中间及叶片压力面上5个监测点的压力脉动时域及频域图。此外，空化工况下叶轮内各监测点出现了很多频率低于叶轮转频fi的低频压力脉动成分，并且低频压力脉动幅值随有效空化余量的减小而增大。......
2025-09-29
小流量工况下叶片载荷分布优化
【摘要】：由图5.2可知，NPSHa=1.89m时，空泡集中在叶片吸力面进口靠前盖板附近，并且空化区域较小。NPSHa=1.48m［对应图5.1中的B点］时，叶片表面压力分布仍较均匀，叶片进口附近低压区范围缩小，即叶片进口处叶片载荷接近零，出口处压力降低。NPSHa=0.86m［对应图5.1中的C点］时，叶片表面压力分布发生变化，即叶片载荷在S=0～0.2处变小。
图5.2和图5.3所示分别为不同有效空化余量对应的泵叶片吸力面上空泡体积率分布和叶轮中间截面上叶片载荷分布。图5.3中，S表示翼型中线相对长度，0表示叶片进口边，1表示叶片出口边。
由图5.2可知，NPSHa=1.89m时，空泡集中在叶片吸力面进口靠前盖板附近，并且空化区域较小。有效空化余量减小至1.48m时，空泡沿叶片吸力面向叶片尾部延伸发展，同时向叶轮后盖板侧扩展。有效空化余量再减小至0.86m时，空化区域继续扩大。当NPSHa=0.66m时，空化区域较大，叶片吸力面大部分面积被空泡覆盖，并且体积率较高（空泡体积率在60%以上），空化区域所占比例较大。
图5.2 叶片吸力面上空泡体积率分布(https://www.chuimin.cn)
图5.3 叶轮中间截面上叶片载荷分布
由图5.3可知，NPSHa=1.89m［对应图5.1（a）中的A点］时，叶轮叶片表面压力分布较均匀，最低压力在叶片进口吸力面附近，即最容易发生空化的部位，最高压力在出口处。NPSHa=1.48m［对应图5.1（a）中的B点］时，叶片表面压力分布仍较均匀，叶片进口附近低压区范围缩小，即叶片进口处叶片载荷接近零，出口处压力降低。NPSHa=0.86m［对应图5.1（a）中的C点］时，叶片表面压力分布发生变化，即叶片载荷在S=0～0.2处变小。当NPSHa=0.66m［对应图5.1（a）中的D点］时，叶片表面压力分布变化较明显，即叶片载荷在S=0～0.7处变得较小，尤其是在S=0.4～0.7处接近零，叶片前端70%的部分基本不做功，导致离心泵扬程突降。
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