对旋式喷水推进泵级间匹配对其特性的影响

发布时间：2020-06-14 00:49

【摘要】：传统的船舶喷水推进装置多为螺旋桨旋转推进和普通的轴流泵喷水推进,但是螺旋桨推进时其自身的噪声和抗空化性能较差,而普通的轴流式喷水推进泵在非设计工况下的运行效率下降较快,不利于推进泵的多工况运行,为了提高船舶喷水推进泵水力性能和多工况适应性,本文针对某潜航器模型设计出一套对旋轴流式喷水推进泵,并对其两级叶轮间的不同轴向间隙、次级进口冲角以及不同转速配比的推进泵进行了多工况数值计算,分析了其外特性和内部流动机理,主要研究内容如下:(1)根据喷水推进原理相关公式计算出推进泵基本设计参数,基于速度三角形,运用流线法对本文所要研究的对旋式喷水推进泵进行水力设计,并建立三维模型;(2)对所设计的对旋式喷水推进泵单泵模型进行了多工况的数值模拟,分析了马鞍区工况、设计工况和大流量工况下,中间轴截面的流线图、静压分布图和速度分布图,得出了对旋式喷水推进泵各工况下的流场变化规律;(3)参考导叶式轴流泵叶轮出口与导叶进口轴向间隙取值范围,以首级叶轮外径为参考,定义了轴向间隙系数δ,选取轴向间隙系数分别为0.01、0.04、0.08、0.12和0.16,对比五组轴向间隙系数下喷水推进泵的在设计工况和马鞍区工况下的外特性、内部流场以及推力特性变化规律;(4)在原始设计参数的基础上,改变次级叶轮叶片进口冲角分别为-4°、-2°、0°、2°、4°,得到不同次级叶轮进口冲角下推进泵的外特性曲线,分析了不同进口冲角模型泵的对设计工况下叶片表面中间流线上的压力载荷的影响,对比了进口冲角对设计工况和马鞍区工况下次级叶轮内部流场的影响规律,分析了推力性能随次级叶轮进口冲角的变化趋势;(5)将泵与潜艇一体化置于全流域中,通过改变首次级叶轮转速分别900rpm、1200rpm、1500rpm、1800rpm、2100rpm,研究系泊状态和航行状态下首次级叶轮转速匹配对推进泵外特性、内部流场以及主要涡系分布的影响规律,以寻找最优转速比范围,提高喷水推进泵变工况运行的效率。 【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U664.3

【图文】：

13503.650.75 RRdsRHnQn （2.25）c.叶片数、轮毂比及叶栅稠密度选择：表 2.3 叶片数和比转速的关系ns500 600 700 850 1000 1250 1500z 5 5 4 4 3 3 3根据比转速得到首级叶轮叶片数应该为 3 片，，为了不产生流动干涉，并尽可能减少叶片排挤对流动产生的影响，次级叶轮叶片数选择 4 片，导叶叶片数选择7 片。图 2.2 是江苏大学系列模型用的叶栅稠密度 l/t 统计图，根据图中比转速和叶栅稠密度化关系，首级叶轮轮缘处的叶栅稠密度选择 0.65，轮毂处截面翼型所处的工作条不佳，弦长也相对较短，不能保证与轮缘翼型达到同一程度的能量转化造成了出口扬程分布不均，引起径向流动，因此推荐轮毂到轮缘的 l/t 按线性规律变化，轮毂处的叶栅稠密度最佳值为0(l /t)(1.3~1.4)(l/t)h 。

13503.650.75 RRdsRHnQn （2.25）c.叶片数、轮毂比及叶栅稠密度选择：表 2.3 叶片数和比转速的关系ns500 600 700 850 1000 1250 1500z 5 5 4 4 3 3 3根据比转速得到首级叶轮叶片数应该为 3 片，为了不产生流动干涉，并尽可能减少叶片排挤对流动产生的影响，次级叶轮叶片数选择 4 片，导叶叶片数选择7 片。图 2.2 是江苏大学系列模型用的叶栅稠密度 l/t 统计图，根据图中比转速和叶栅稠密度化关系，首级叶轮轮缘处的叶栅稠密度选择 0.65，轮毂处截面翼型所处的工作条不佳，弦长也相对较短，不能保证与轮缘翼型达到同一程度的能量转化造成了出口扬程分布不均，引起径向流动，因此推荐轮毂到轮缘的 l/t 按线性规律变化，轮毂处的叶栅稠密度最佳值为0(l /t)(1.3~1.4)(l/t)h 。

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 姜峰;李滨城;王佳;陈艳;;喷水推进泵多领域建模与虚拟样机运行研究[J];机械制造;2018年08期

2 李臣;束晓华;赵春生;;基于流道倾角对喷水推进泵流道性能的影响研究[J];舰船科学技术;2017年17期

3 胡明华;;径向和轴向间隙对喷水推进轴流泵特性影响数值分析[J];中国航海;2017年03期

4 ;我院主持召开首届国际喷水推进技术研讨会[J];船舶;2016年01期

5 胡海鹏;石海峡;柴立平;李绍旭;夏天;;转速对微型喷水推进泵性能影响的试验研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2016年06期

6 杨卫国;张潜;俞龙海;郑佑俊;;船用喷水推进装置机械密封的研制[J];船舶;2013年03期

7 司占博;郑卫刚;;喷水推进装置的设计研究[J];机械制造;2012年06期

8 李磊;朱齐丹;高双;王剑;;双泵喷水推进艇的操纵性仿真与分析[J];系统仿真学报;2008年12期

9 姜华;;喷水推进装置在船舶上的应用发展[J];广东造船;2008年02期

10 王立祥;;喷水推进及喷水推进泵[J];通用机械;2007年10期

相关会议论文 前10条

1 任明琪;范知友;赵晨;魏跃强;;两栖车辆喷水推进系统主参数的确定方法[A];第四届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2006年

2 何杰;王永生;;喷水推进泵空化预测原理和方法的研究[A];中国造船工程学会修船技术学术委员会船舶维修理论与应用论文集第八集（2005—2006年度）[C];2006年

3 蔡进发;;二相喷水推进系统推进性能之研究(英文)[A];第二十一届全国水动力学研讨会暨第八届全国水动力学学术会议暨两岸船舶与海洋工程水动力学研讨会文集[C];2008年

4 徐顺;龙新平;季斌;李贵斌;;喷水推进泵内部空化研究及其对推力的影响[A];中国力学大会-2017暨庆祝中国力学学会成立60周年大会论文集（B）[C];2017年

5 徐梓京;林辉;杜冬梅;章郁泱;周冠泽;宋晨维;袁景淇;;海浪干扰下的喷水推进船舶矢量控制策略研究[A];2018中国自动化大会(CAC2018)论文集[C];2018年

6 高红;叶方明;林万来;;喷水推进泵的CFD研究[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年

7 周伟新;;第25届ITTC推进委员会工作概要[A];2008年船舶水动力学学术会议暨中国船舶学术界进入ITTC30周年纪念会论文集[C];2008年

8 王长涛;王延房;;喷水推进推力产生机理分析及仿真研究[A];创新沈阳文集（A）[C];2009年

9 吴有生;颜开;;24届ITTC的大会情况和25届ITTC的主要任务[A];第六届船舶力学学术委员会全体会议专集[C];2006年

10 程光明;李欣欣;曾平;方科;杨志刚;;压电喷流泵初步研究[A];第二届全国压电和声波理论及器件技术研讨会摘要集[C];2006年

相关重要报纸文章 前10条

1 巴所;促喷水推进技术发展 助海洋装备扬帆远航[N];中国船舶报;2017年

2 记者 张银炎 通讯员 韩龙;七○八所喷水推进系统挺进海工领域[N];中国船舶报;2010年

3 柳莺;MJP获1200万欧元喷水推进系统订单[N];中国船舶报;2010年

4 兆一;英国研发高效混合型喷水推进系统[N];中国船舶报;2004年

5 记者 赵慧;打造国产喷水推进装置自主品牌[N];中国船舶报;2005年

6 柳莺;罗·罗接获喷水推进系统订单[N];中国船舶报;2008年

7 茂馨;罗·罗与ADSB签署推进系统合作协议[N];中国船舶报;2008年

8 记者 张银炎 特约记者 周丙辉;七○八所:积极推进喷推系统产业化[N];中国船舶报;2009年

9 赵东　张伟祥;海装上海局某部新型高速舰载艇研制成功[N];解放军报;2009年

10 ;印喷水推进攻击艇达世界水平[N];世界报;2009年

相关博士学位论文 前7条

1 高磊;喷水推进型深海滑翔机动力学建模与低能耗控制研究[D];华中科技大学;2018年

2 曹璞钰;非均匀进流下喷水推进泵扬程损失机理及失稳特性研究[D];江苏大学;2017年

3 陈瑶;小型球形潜水器喷水推进系统设计及数值分析[D];哈尔滨工程大学;2013年

4 汤方平;喷水推进轴流泵设计及紊流数值分析[D];上海交通大学;2007年

5 曾薄文;喷水推进水面无人艇的非线性控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

6 高双;喷水推进船舶的航向/航速控制研究[D];哈尔滨工程大学;2008年

7 杜娟;水下球形机器人的运动控制研究[D];哈尔滨工程大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 李中恒;双涵道喷水推进泵结构及水力性能研究[D];兰州理工大学;2019年

2 韩阳;螺旋混流式喷水推进泵启动过程的瞬态特性研究研究[D];兰州理工大学;2019年

3 关佳兴;基于模型的喷水推进主机调速系统研究[D];上海交通大学;2017年

4 郭威;螺旋混流式喷水推进泵流致噪声特性分析[D];兰州理工大学;2019年

5 胥丹丹;对旋式喷水推进泵级间匹配对其特性的影响[D];兰州理工大学;2019年

6 曹林松;微型喷水推进泵推力特性研究[D];合肥工业大学;2018年

7 胡帆;喷水推进高速登陆运输船舶快速性提升研究[D];武汉理工大学;2017年

8 王广耀;加入喷水推进的混合驱动水下滑翔机的结构设计[D];中国计量大学;2017年

9 姜峰;船用喷水推进泵多领域建模与性能研究[D];江苏科技大学;2018年

10 冯德胜;某型喷水推进泵叶片的三维反问题改进研究[D];江苏科技大学;2018年

本文编号：2712007