利用Rayleigh-Plesset空化模型与剪切应力输运湍流模型(SST)，本研究采用了计算流体动力学(CFD)技术，对转速比为449的蜗壳式混流泵在设计工况下的流场进行了深入的数值模拟。通过模拟，我们成功获取了该泵的空化特性曲线，并详细观察了混流泵内部空化的产生与演变过程。特别地，我们针对初始空化、临界空化以及严重空化三种不同工况下的叶轮内空化现象展开了详尽的分析。
研究结果显示，该混流泵的空化性能完全满足设计要求。在叶轮内，空化现象最初出现在叶轮流道中。随着净正吸头的逐渐降低，叶片背面靠近轮缘的位置开始产生空泡，这些空泡随后从轮缘向轮毂方向扩展。在空化现象变得严重时，叶轮流道会发生显著的堵塞，进而导致混流泵的扬程下降。
当前，随着社会的快速发展，混流泵在工农业生产中的应用日益广泛。其结构和性能介于离心泵与轴流泵之间，融合了两者的优点。然而，空化是导致混流泵水力性能衰退、使用寿命缩短以及振动噪声加剧的关键因素之一。因此，对混流泵的空化特性进行深入分析，对于改善其水力性能和抗汽蚀能力具有至关重要的意义。
尽管国内关于混流泵内空化流动的研究文献尚不多见，但数值模拟和模型试验已成为水力机械空化研究的两大主要手段。考虑到模型试验存在成本高、周期长等不利因素，其对泵的实际指导意义受到一定限制。幸运的是，随着CFD技术的不断进步和计算机性能的大幅提升，利用数值模拟方法来预测水力机械的空化流动已逐渐成为研究的前沿热点。国内外众多学者已通过数值模拟成功预测了水泵等水力机械的空化特性，展示了这一方法的良好可行性。
本研究便是在这样的背景下，结合Rayleigh-Plesset空化模型与SST湍流模型，利用CFD技术对特定转速比的蜗壳式混流泵进行了空化流动的数值模拟。通过模拟不同出口压力条件下的混流泵扬程特性，我们得以揭示泵内空化流场的分布规律。类似地，Singhal等人也曾对轴流泵在设计工况下的空化流场进行了全流道的数值计算与分析，成功预测了流道内的空化流动状况及空化区域的发展情况。本研究的结果不仅为特定型号的混流泵性能优化提供了有力支持，同时也为其他转速比的蜗壳式混流泵空化特性分析提供了重要的参考。
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