诱导轮液化天然气空化热力学效应数值计算研究

作者：李俊峰; 张德胜; 许彬; 顾发东

来源：水动力学研究与进展A辑, 2022, 37(03): 292-300.

DOI：10.16076/j.cnki.cjhd.2022.03.003

• 热敏介质
• 空化模型
• 空化
• 诱导轮
• 修正
• 数值模拟

为了探究诱导轮内部低温热敏介质的空化流动特性，采用RNG k-ε湍流模型和添加热力学效应项的Merkle模型，以常温水和液化天然气(LNG)为介质，采用添加了热力学效应项的Merkle模型对诱导轮进行空化两相数值模拟。通过与实验数据比较，验证了修正的Merkle模型的准确性。模拟结果表明，相较于原Merkle模型的等温假设，修正后的Merkle模型模拟得到的空化核心区域的面积和气相体积分数显著减小，体现了热力学效应对低温空化的抑制作用。相较于常温水，诱导轮LNG的空化发展更缓慢，空化区域的叶片载荷随空化数的减小变化不明显，LNG的临界空化数比常温水的临界空化数低16.7%。当诱导轮处于完全空化状态时，LNG气相体积分数的峰值比常温水气相体积分数的峰值低13.48%,LNG的最大温降是常温水最大温降的2.3倍。在相同空化数下，诱导轮LNG空化模拟得到的空化区域和高值气相体积分数更低，热力学效应对液化天然气的空化具有更强的抑制作用，且随着空化数的减少，空化的抑制作用更明显。

• 出版日期2022
• 单位江苏大学