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核科学与工程2025年第02期:带凸起壁面附近空化泡溃灭动力学研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘雅斌;王雨非;马少武;郭子通;王笑语;张宇宁;

单位:华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室;华北电力大学能源动力与机械工程学院;北京市热力集团有限责任公司;

摘要:在水力机械中,空化侵蚀常对壁面造成损伤而诱导形成不平整壁面。本文通过高速摄影系统和Kelvin冲量理论对带双半球凸起壁面附近的空泡动力学行为进行了研究,重点分析了空泡位于对称位置情况下的空泡溃灭形态演化特征,定量探讨了核心参数对泡壁收缩速度及空泡受到的Kelvin冲量强度的影响。研究发现:(1)在凸起和壁面的共同影响下,空泡在溃灭阶段会呈现为钟形、卵形、锥形、子弹形四种典型形态;(2)相较于远壁侧,近壁侧的泡壁收缩速度更小。随着凸起半径增大或两凸起间距减小,空泡近壁侧和远壁侧的泡壁速度差异在逐渐增大;(3)空泡受到的Kelvin冲量强度在凸起半径增大、凸起间距减小或空泡与壁面间距减小的情况下,会呈现增大的趋势。

关键词:空化泡;;泡动力学;;不平整壁面;;高速摄影;;Kelvin冲量

基金资助:国家资助博士后研究人员计划(GZC20240466)