混流泵叶轮仿生前缘

抗空化提扬程

仿座头鲸胸鳍前缘的三角/梯形结构，抑制空化发展并减少能量损失，提升泵的水力性能和运行稳定性。

Xi, Xu · Zhang, Fan · Wu, Fan · Zhengxuan, Xu · 陈克 · 骆寅

Physics of Fluids 2025

参数信息

扬程提升率

15.35 %

扬程提升率

0.78 %

湍流耗散降低率

21.9-22.8 %

壁面熵产降低率

10.6-11.2 %

技术优势

扬程提升明显

严重空化工况下扬程提升15.35%，显著改善空化条件下的水力性能。

能量损失降低

仿生结构抑制大尺度涡并诱导二次流，严重空化时湍流耗散降低约22%，壁面熵产降低约11%。

空化发展受抑制

通过优化前缘压力分布和延缓流动分离，仿生结构抑制空泡发展并使空泡溃灭分散，增强抗空化能力。

应用场景

• 混流泵抗空化设计：用于混流泵叶轮改造，降低空化损伤并维持扬程，延长检修周期。
• 流体机械仿生优化：为流体机械仿生优化提供设计参考，通过仿生前缘结构改善内流特性。
• 水泵叶轮改造：在叶轮前缘加装仿生结构，抑制空化并提升扬程，适用于老泵升级。