Page 90 - 2024年第55卷第7期
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ｄｖ
ｙ
＝
τ ｙ μ （４）
ｄｙ
２
２
２
Ｅ ＝ （ｖ＋ ｖ＋ ｖ）?２ （５）
ｘ ｙ ｚ
式中：μ为水的动力黏度，Ｐａ·ｓ；ｖ为 ｘ方向速度；ｖ为 ｙ
ｘ
ｙ
－ １
方向速度；ｖ为 ｚ方向速度，ｍ·ｓ 。
ｚ
图 ８为初生、发展、保持三个阶段漩涡区各分析断面速
度梯度分布，漩涡中 心处速 度梯 度最 大，各断 面均 呈 现以
其为中心的大速度梯 度聚 集区。随着吸 入 涡发 展，速 度梯
－ １ － １
度峰值不断增大，由 ２００ｓ 增大至 ４００ｓ 。对于同一时刻
不同断面，越靠近吸入管进口，速度梯度值越大，大 梯度
图 ７ 漩涡区分析断面示意图
聚集区范围也越大；对于不 同时 刻同 一断面，随着 吸 入涡
的发展，速度梯度值越大，大梯度聚集区越发紧凑。以上分析表明，吸入涡的发展伴随着速度梯度的
增大，即大速度梯度是导致吸入涡形成的重要原因。
图 ８ 漩涡区各断面速度梯度分布
图 ９为吸入涡发展不同阶段断面 Ｃ涡动能分布云图，在初生阶段断面处涡动能几乎为零，随着泵
开始抽吸，进水池内动能开始向吸入管进水口汇集，涡动能在断面 Ｃ右侧（靠近吸入管进口处）聚集；
在发展阶段，周围液体动能传递至吸入涡处，吸入涡迅速强化，涡动能聚集区明显增大，涡动能最高
２
２
值为 ８ｍ ?ｓ，相比初生阶段涡动能值增加 ３００％；在保持阶段，吸入涡持续携气进入吸入管，断面 Ｃ
２
２
处涡动能最高值达到 １２ｍ ?ｓ，此时涡动能聚集区范围最大；随着吸入涡发展至溃灭阶段，漩涡区涡
动能降低，涡动能分布区域不断减小，直到吸入涡完全溃灭，断面 Ｃ处涡动能恢复为 ０。
图 ９ 断面 Ｃ涡动能分布
２
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