喷水推进泵设计及动力特性研究

发布时间：2017-03-20 02:03

  本文关键词：喷水推进泵设计及动力特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：喷水推进是一种特殊的船舶推进方式,它不是由推进器直接产生推力而是利用喷水产生的反作用力来推动船舶前进的。对进行喷水推进泵动力特性研究即着重于推力的研究,而推力研究的关键是推力的准确预报,只有准确预报推力,找出影响推力的因素,才能反过来设计出符合要求的喷水推进泵。 本论文课题对喷水推进泵动力特性的研究分为三步,首先采用流线法对喷水推进泵叶轮及导叶进行设计；然后运用Pro/E软件对设计出来的叶轮、导叶、进口段以及喷嘴进行三维实体建模；最后,采用理论分析、数值模拟以及模型试验相结合的方法进行研究。通过理论分析得出了喷水推进泵推力的计算公式以及泵的不同设计参数下的推力系数。通过数值模拟得出了喷水推进泵推力的变化规律。喷水推进泵的推力随着叶轮叶片数的增加而增加；随叶片安放角的增加先增加后减小；随喷嘴出口直径的增加同样先增加后减小；随导叶叶片数的增加变化不大。通过试验研究,提出了一种新的喷水推进泵的试验方法。该试验方法是结合电机效率试验,通过轴功率把喷水推进泵推力试验和性能试验结合起来,对喷水推进泵进行推力的测量以及对应工况的确定。通过试验和仿真的对比,验证了数值模拟的可行性、正确性。其中喷水推进泵推力的最大相对差值为6.61%,流量的最大相对差值为3.18%。 通过对喷水推进泵推力的研究,丰富了喷水推进泵的理论体系,对喷水推进泵的动力特性的提高提供了参考意义。
【关键词】：喷水推进泵 水力设计 数值模拟 试验研究 推力
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U664.34
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-10
• 目录10-12
• 插图清单12-14
• 表格清单14-15
• 第一章 绪论15-19
• 1.1 课题研究的目的和意义15
• 1.2 国内外的研究现状15-17
• 1.3 本论文课题主要工作17-19
• 第二章 喷水推进泵水力设计及三维实体建模19-34
• 2.1 喷水推进泵水力设计方法简介19
• 2.2 喷水推进泵结构参数选择19-21
• 2.3 喷水推进泵叶栅计算21-27
• 2.3.1 流线法设计叶轮叶栅21-25
• 2.3.2 流线法设计导叶叶栅25-27
• 2.4 喷水推进泵三维实体建模27-33
• 2.4.1 叶片接口程序的编写27-31
• 2.4.2 喷水推进泵的三维实体建模31-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第三章 基于CFD的喷水推进泵的动力特性预报34-53
• 3.1 喷水推进泵数值模拟方法34-38
• 3.1.1 数值模拟概述34-35
• 3.1.2 控制方程及湍流模型介绍35-38
• 3.2 喷水推进泵流体域确定38-39
• 3.3 喷水推进泵网格划分39-41
• 3.3.1 网格划分39-40
• 3.3.2 网格无关性检验40-41
• 3.4 喷水推进泵数值模拟设置41-42
• 3.4.1 边界条件的选取41
• 3.4.2 交界面的设置41-42
• 3.4.3 求解器的设置42
• 3.5 喷水推进泵数值模拟结果及其分析42-50
• 3.5.1 轮毂比对推力的影响43-44
• 3.5.2 叶轮叶片数对推力的影响44-46
• 3.5.3 导叶叶片数对推力的影响46-47
• 3.5.4 叶片安放角对推力的影响47-48
• 3.5.5 喷嘴对推力的影响48-50
• 3.6 喷水推进泵推力系数确定50-52
• 3.7 本章小结52-53
• 第四章 喷水推进泵试验研究53-68
• 4.1 电机效率试验53-55
• 4.1.1 电机试验装置53-54
• 4.1.2 试验数据及结果54-55
• 4.2 喷水推进泵试验研究55-62
• 4.2.1 试验装置56-58
• 4.2.2 数据采集软件的编写58-60
• 4.2.3 测试方法60-62
• 4.3 喷水推进泵推力特性试验结果及分析62-65
• 4.3.1 喷嘴出口端高度对推力特性的影响62-63
• 4.3.2 推力特性试验流量值的确定63-65
• 4.4 数值模拟数据与试验数据对比65-67
• 4.5 本章小结67-68
• 第五章 总结展望68-70
• 5.1 总结68-69
• 5.2 工作展望69-70
• 参考文献70-74
• 附录74-81
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：256939