间隙对液氧涡轮泵流动机理影响研究

发布时间：2023-02-05 13:04

　　近年来,航空航天技术的快速发展促使着液体火箭发动机领域科技的飞速提升。液氧涡轮泵作为液体火箭发动机的核心部件,其安全性和可靠性尤为重要。在液氧涡轮泵的实际工作情况下,转子在前后盖板之间存在轴向移动,同时在高速运转中也存在径向振动,液氧涡轮泵前后盖板间隙对其运转起到了不可忽视的作用。本文以液氧涡轮泵为研究对象,探究在不同轴向、径向间隙变化的情况下液氧涡轮泵内流场的变化情况,揭示其影响因素和作用机理。本文对下述几个方面进行了深入的探究:(1)利用商业软件CFX,选取SST湍流模型对基础间隙结构下从小到大涵盖各流量工况的7个不同工况点进行数值模拟计算,并对计算所得的涡轮泵扬程和效率随流量变化的情况进行分析,探究流量变化引起液氧涡轮泵外特性变化的作用机理。(2)对不同轴向间隙结构及径向间隙结构的液氧涡轮泵模型在不同流量工况下的流动特性进行定常仿真计算,并从能量特性与稳定特性两个角度,研究其外特性、轴向力及内流场随间隙改变的变化规律,探究间隙结构改变对液氧涡轮泵流动影响的内在机理。(3)对不同轴向间隙结构的液氧涡轮泵的同一流量工况进行非稳态计算,在涡轮泵转子流域及扩压叶栅流域设置流向及周向监测点...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究背景和意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题研究的背景和意义
    1.2 国内外涡轮泵的研究现状及分析
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
        1.2.3 国内外文献综述及简析
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 数值计算模型及研究策略
    2.1 流域几何模型及网格划分
        2.1.1 流域几何模型建立
        2.1.2 流域网格划分
    2.2 数值模拟策略
        2.2.1 数值模拟边界条件
        2.2.2 控制方程和湍流模型
        2.2.3 网格无关性验证
    2.3 涡轮泵外特性实验验证
    2.4 本章小结
第3章 轴向间隙对涡轮泵流动影响研究
    3.1 基础间隙结构下液氧涡轮泵外特性分析
    3.2 轴向间隙变化的泵流动特性研究
        3.2.1 间隙对外特性影响研究
        3.2.2 间隙对水力损失影响研究
        3.2.3 间隙对内部流场影响研究
    3.3 轴向间隙变化的泵轴向力特性研究
        3.3.1 各部件轴向力受力分析
        3.3.2 前盖板区域压力分析
        3.3.3 后盖板区域压力分析
    3.4 本章小结
第4章 径向间隙对涡轮泵流动影响研究
    4.1 径向间隙变化的泵流动特性研究
        4.1.1 径向间隙对外特性影响研究
        4.1.2 径向间隙对水力损失影响研究
        4.1.3 径向间隙对内部流场影响研究
    4.2 径向间隙变化的泵轴向力特性研究
        4.2.1 各部件轴向力受力分析
        4.2.2 后盖板区域压力分析
    4.3 本章小结
第5章 轴向间隙对涡轮泵压力脉动影响研究
    5.1 非定常数值模拟策略
    5.2 压力脉动监测点布置
    5.3 诱导轮流域压力脉动分析
    5.4 离心轮流域压力脉动分析
    5.5 扩压叶栅流域压力脉动分析
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及其他成果
致谢



本文编号：3735020