随着我国航空航天事业的快速发展,对发动机推力的需求也越来越大,对于液体火箭发动机,涡轮泵作为一个重要的核心部件,提高其运行安全性、稳定性具有十分重要的意义。这种超低比转速的涡轮泵转速高、入口压力低、容易发生空化且以液氧、液氢等低温流体作为输送介质,低温流体在空化过程中表现出明显的热力学效应,所以会对泵内空化流动产生影响。因此本文通过数值模拟的方法研究涡轮泵内空化流动中热力学效应的影响,主要研究内容和结论如下:(1)针对现有等温空化模型进行修正,并以典型模型(翼型、文丘里管)为模型研究了有无热效应下的空化流动特性,通过与实验对比验证了热效应空化模型的有效性。研究表明:热效应空化模型所得结果更加符合实验结果,热效应的存在会使得空化当地温度降低,减小空化区域的汽相体积分数,同时会抑制空化的发展,使得空泡体积有所减小;在能量损失方面,热效应的存在使得流域内能量损失减小,其中主要是由于由速度梯度引起的耗散损失减小。(2)分别采用等温、热效应空化模型对涡轮泵进行了定常数值模拟,以期研究热效应对涡轮泵内空化流动的影响。研究结果表明:在一定空化数范围内,热效应对涡轮泵的外特性影响不大;热效应的存在不会改变空化发生的位置,但会减小空化区域的汽相体积分数;空泡周围的湍流强度会影响到热力学的作用,当湍流强度较大时,热效应会使得空泡破裂有所延迟,从而会增大空泡体积,表现出不利的一面,当湍流强度较小,热效应会抑制空化的发展,使得空泡体积有所减小,表现出有利的一面;在能量损失方面,热效应主要影响了由速度梯度引起的能量损失,当热效应表现出有利的一面时,热效应的存在使得这部分能量损失有所减小。(3)在同一工况点对涡轮泵进行有无热效应的非定常计算,对各个流域的压力脉动频率组成及来源进行了分析,并对比了有无热效应的压力脉动情况。研究表明涡轮泵流域的压力脉动主要来源于动静干涉,热效应对此种频率影响不大;在诱导轮-离心轮流域存在着由空化引起的脉动频率,一种是空泡的周期性脱落引起的脉动频率,另一种是空泡周期性发生、溃灭引起的脉动频率,热效应的存在会影响此种由空化引起的脉动频率,具体表现为使得空泡脱落频率有所降低,空泡周期性发生、溃灭频率有所增加。