液体火箭发动机涡轮气动优化数值研究

发布时间：2021-07-03 01:21

　　在某型液体火箭发动机研制中,为了使氧预压涡轮泵中驱动涡轮的燃气与主路中的液氧完全掺混、冷凝,需要尽可能地提高涡轮效率。采用并行多目标气动优化设计软件,以自适应多目标差分进化算法为优化工具对氧预压涡轮泵叶栅进行优化设计。计算结果表明:涡轮各级优化设计后,内部流动损失减小,整机效率提高了3.739%;涡轮转子两列动叶的最大应力均小于材料的屈服强度,满足强度要求;涡轮叶栅采用并行多目标气动优化方法进行优化,降低了燃气比例,有利于火箭发动机氧预压涡轮泵中燃气的更好溶解。 

【文章来源】：火箭推进. 2020,46(05)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

二级动叶等效应力场

多目标气动优化算法流程图

涡轮的子午流道如图2所示,燃气从进口流入集气环,经喷嘴加速后进入一级动叶,然后流经二级导叶、二级动叶和出口导叶流出涡轮。计算中考虑一级动叶叶顶气封内的泄漏流动、二级导叶叶根间隙内的泄漏流动,以及二级动叶叶顶间隙内的泄漏流动。其中,二级导叶为两对称弧段部分进气,无叶片弧段采用通流结构,即该区域有气体通过。涡轮整体计算模型如图3所示,分为以下几个部分:进口部分(包括进口段、集气环和喷嘴),一级动叶和一级动叶气封泄漏,二级导叶叶片弧段、无叶片的通流部分及导叶叶顶间隙,二级动叶和出口导叶。

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种自适应多目标离散差分进化算法[J]. 张明明,赵曙光,王旭.  计算机工程与应用. 2009(26)
[2]液氧/煤油发动机煤油预压涡轮泵技术[J]. 李向阳,王晓锋,宣统,苗旭升.  火箭推进. 2009(01)
[3]基于参数化的涡轮叶片三维气动优化仿真[J]. 马洪波,朱剑,席平.  计算机仿真. 2008(10)
[4]基于Optimus的涡轮气动优化设计[J]. 严俊峰,吴宝元,逯婉若.  火箭推进. 2008(02)
[5]某型高压汽轮机动叶栅的气动优化设计[J]. 张金春,李宇峰.  汽轮机技术. 2007(01)
[6]跨音速透平扭叶片的气动优化设计研究[J]. 宋立明,李军,丰镇平.  西安交通大学学报. 2005(11)



本文编号：3261571