题目：某型燃油离心泵抗汽蚀试验与仿真研究

离心泵在工业与日常生活中应用广泛，随着高速小型化的发展需求，离心泵叶轮的汽蚀及损伤问题变得尤为突出。受到汽蚀作用的影响，离心泵的扬程会下降，表现为工作效率下降，机械噪音增大，严重危害系统的正常运行，使系统的运行安全受到威胁；汽蚀会对叶轮及壳体内壁等材料表面造成损伤，损伤加剧最终会影响设备的正常运行，造成工期延长，甚至停工、停产，影响企业的信誉及正常运转。众多国内外学者对汽蚀作用机理、汽蚀损伤机理、材料抗汽蚀性、汽蚀提前预警等领域开展了不同深度的研究，但是，由于不同的叶轮形状的离心泵应用，运行工况经常变化，工作介质的不同，造成了复杂、多样的空泡形态。另外，形态多变的空泡对材料的损伤程度也不尽相同。因此，目前对于汽蚀和损伤机理的的研究仍然处于试验性研究阶段。本文的特色是在离心泵叶轮中进行的汽蚀损伤试验，将空泡形态的研究和汽蚀损伤相结合以找出两者之间的关联，这类研究国内很少开展，国外的相关文献也没有给出结论性的研究成果。

本文试验叶轮为开式8个叶片的离心叶轮，在离心泵抗汽蚀性能试验台上，对该叶轮进行了离心泵的抗汽蚀性能试验。按照GJB241A-2000《航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范》中的要求，在试验过程中，只有试验用油的气液比达到0.45以上，抗汽蚀试验才是合格的。利用气液比计可以直接得出实际试验过程中的气液比，但是由于实际客观因素制约，现阶段对离心泵进行抗汽蚀试验所用参数都是按照GJB241A-2000《航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范》引用HB6171-88《航空发动机燃油泵汽蚀持久性试验》中的方法计算的。本论文通过建立数学模型，将实际试验所用试验参数输入到Anasys-Fluent的计算过程中，通过仿真计算结果验证实际的抗汽蚀试验可以满足抗汽蚀试验考核的要求。利用数学仿真方法，可以近似的模拟旋转叶轮、壳体内部等气泡的形成，以及随压力变化空泡形态的发展过程。同时得出了空泡的形态、分布和对应的损伤位置、范围。

本文将近年来快速发展的CFD技术应用在航空用输油泵抗汽蚀性能的研究中，应用CFD软件Ansys-Fluent中的真实k-ε湍流模型对航空用输油泵内部流体进行三维湍流数值模拟，得到两种不同进口压力下叶轮内流场的气泡和压力分布。本文的试验仿真结果为在今后继续运用HB6171-88《航空发动机燃油泵汽蚀持久性试验》中的方法进行汽蚀试验提供许多有价值的数据，尤其是直观的了解了空泡形态随压力变化的发展过程以及其分布的范围，这为将来对未能通过汽蚀试验考核的产品作故障分析提供了理论研究基础。进而证明利用HB6171-88《航空发动机燃油泵汽蚀持久性试验》中的方法进行汽蚀试验是合理而有效的。