Данная работа посвящена исследованиям течения вязкой жидкости в проточной части осевых насосов типа Л-570 и Л-890, в том числе рассмотрено влияние формы втулки рабочего колеса на энергетические и кавитационные качества насоса. Поставленные задачи решены на основе использования совокупности методов вычислительной гидродинамики, обработки и анализа данных. Также подтверждена адекватность используемой сеточной модели. Для верификации данных численного расчета были использованы экспериментальные данные, полученные на водяном стенде кафедры Гидромашиностроения СПбПУ. Рассмотрены расчетные модели на разных типах сетки: структурированной, неструктурированной, комбинированной со структурированными подводом и отводом, комбинированной со структурированными областями рабочего колеса и выпрямляющего аппарата. С этой целью для дискретизации расчетной области применялись сеточные генераторы: «TurboGrid», «ICEM CFD», «Mesh». Для описания течения в проточной части насосов использовалась стандартная двухпараметрическая k-ε модель турбулентности, а для расчета пристеночных течений пристеночные функции. Применялись граничные условиях характерные для лопастных насосов ‒ полная энергия на входе, массовый расход на выходе расчетной области, вариант сопряжения вращающихся и неподвижных частей проточной части ‒ осреднение локальных параметров потока (давления) на поверхности интерфейса. По результатам исследований дана рекомендация для осевых насосов данной быстроходности по дискретизации расчетной модели на основе структурированной сетки. Лучшие энергетические характеристики обнаружены при использовании втулки смешанной кривизны, расположенной под лопастями рабочего колеса. А максимальные кавитационные качества наблюдаются при использовании полусферической втулки, центр которой расположен под лопастями.

This work is devoted to the research of the viscous liquid flow in the flow-through part of the axial flow pumps L-570 and L-890, including the influence of the impeller sleeve shape on the energy and cavitation properties of the pump. The set tasks were solved on the basis of the set of methods of computational fluid dynamics, data processing and analysis. The adequacy of the grid model used has also been confirmed. Experimental data obtained at the water bench of SPbPUs Hydromechanical Engineering Department were used to verify the numerical calculation data. Computational models on different types of mesh were considered: structured, unstructured, combined with structured supply and return, combined with structured areas of impeller and rectifying apparatus. For this purpose, grid generators were used to discretize the computational domain: "TurboGrid", "ICEM CFD", "Mesh". To describe the flow in the flowing part of pumps, the standard two-parameter k-ε turbulence model was used, and to calculate the near-wall flows, the near-wall functions were used. The boundary conditions typical for rotary vane pumps - total energy at the inlet, mass flow rate at the outlet of the calculation area, a variant of coupling rotating and stationary parts of flow path - averaging of local flow parameters (pressure) at the interface surface were used. Based on the results of the research, there is a recommendation for axial-flow pumps of the given velocity to discretize the computational model on the basis of a structured grid. The best energy performance was found when using a mixed curvature sleeve located under the impeller blades. And the maximum cavitation qualities are observed when using a hemispherical sleeve, the center of which is located under the blades.