海水泵在吸水过程中,泵内空化现象会直接影响海水泵吸水性能,使容积效率下降。该文针对海水泵内部空化现象,设计了单柱塞海水泵吸水过程可视化实验装置,通过高速摄像系统得到泵内空化流动的图像数据,讨论了在海水泵吸水过程泵内部流道的空化特征,研究了转速对海水泵内部空化现象的影响。结果表明,随着转速的增加,海水泵内空化流动速度加快,空化范围增大,气泡脱落周期变短。

为揭示水压柱塞泵配流阀对泵容积效率的影响程度,设计了阀配流柱塞泵可视化实验装置。通过高速摄像系统清晰观测到柱塞泵中回冲射流现象及形态特征。以阀芯瞬态位移、泵腔压力实测数据为边界条件进行配流阀动网格流场仿真,并进行瞬时流量积分,获得了排水阀回冲射流引起的柱塞泵容积损失数值。结果表明:在1500 r/min转速下,回冲射流时长占柱塞排水周期的30%,约为6 ms,阀芯存在多次振荡且伴随着射流空化;回冲射流造成泵容积效率的损失约为5.3%。

针对配流阀吸水过程发生空化带来水压泵容积效率低的问题,作者以表征空化特征的空化数为角度,分析了影响配流阀空化数变化的主要因素,开展了配流阀吸水过程相关实验和AMESim仿真研究。结果表明,泵腔内压力变化随工况不同而变化,全工况内的实验与仿真计算所得空化数变化趋势一致。利用阀配流系统模型综合对比了柱塞直径、柱塞行程、阀座锥角、入口直径、余隙容积各特征参数对空化数的影响,得出高转速下各因素对吸水空化程度的影响规律,结果