1.2.5 转速对高速离心泵内部流场的影响
目前对转速效应影响的研究主要集中在转速对泵的性能参数、水力效率和特征曲线的影响方面，并且转速都比较低。Jain等[59]通过实验研究了转速从900～1500 r/min变化对离心泵作透平时的性能影响，发现转速对泵的能量输出和效率都有较大的影响，并总结了与转速相关的高效点性能预测经验系数表达式。Guo等[60]通过实验和数值模拟研究了转速（3000 ～8000r/min）对变螺距离心泵性能的影响，研究发现诱导轮通道的速度、叶轮和诱导轮内的静压升随着转速的增加而增加，泵的抗汽蚀性能随着转速的增加而恶化。付强等[61]通过数值模拟研究了转速（897～1450r/min）对核主泵空化性能及进口流态的影响。蔡建程等[62]对某一单吸离心泵在变转速工况下蜗舌处的压力波动进行了测量与分析。从以上研究可以看出转速对泵内的性能参数、速度分布、压力脉动有很大的影响，而目前的研究主要以研究转速与性能参数之间的规律为主，没有从转速影响性能参数的机理方面来研究，然而离心泵的性能与泵内的涡运动密切相关，所以需要从转速对泵内涡结构的生成演化机理方面入手。
目前研究转速对高转速泵内涡结构生成发展的文献还很少，Jafarzadeh等[63]采用数值模拟研究了转速为13000r/min时，离心泵内的流动分离开始点与叶片对蜗舌的相对位置的关系。由于离心泵叶片间的流动可以简化成旋转槽道湍流模型[64]，所以下面主要介绍旋转对槽道湍流的影响研究。在研究旋转槽道湍流时，首先界定一个旋转数Ro=2wl/um，其中w为旋转角速度，um代表截面平均速度，l 为槽道、管道的特征尺度。Johnston等[65]最早研究了旋转数为0.018时旋转槽道流，他们发现了旋转的非对称效应，并通过理论分析指出旋转使压力面雷诺切应力增强，导致压力面的湍流脉动增强；吸力面的雷诺切应力和湍流脉动则受到抑制。Kristoffersen等[66]进行了低雷诺数下旋转槽道湍流的直接数值模拟研究，他们指出在旋转数Ro=0.0～0.5的范围内，旋转使得湍流脉动在压力面增强，在吸力面减弱。Grundestam等[67]通过直接数值模拟研究了最大旋转数达到Ro=3.0时的旋转效应，他们发现当旋转数达到3.0时，无论在压力面或在吸力面，湍流脉动都变得很弱。Brethouwer等[68]在他们的研究中也发现了类似的现象，此外他们还通过雷诺应力输运方程分析了旋转效应对能量的再分配作用。Zeman[69]界定了一个尺度lΩ，湍流结构尺度大于该值时，受到旋转的影响，而低于该值时可以恢复各向同性的湍流特性。Dai等[64]通过直接数值模拟研究了雷诺数为300、旋转数范围为1～40的旋转方形直管内的湍流流动，研究发现随着旋转速度的增加，普朗特第二类湍流诱导的二次流逐渐转变为科氏力驱动的大回流泡。可见转速对旋转槽道内的影响机制在高速和低速情况下存在差异。
目前研究转速达到104r/min量级的公开文献还比较少，虽然航天方面液体火箭速度达到了105r/min，但是其内部流动状态还不清楚。此外，从以上研究介绍可以看出，旋转效应对离心泵内部流动的影响机制在不同转速时也各不相同，因此有必要研究旋转效应对高转速离心叶轮内部涡运动的影响。