诱导轮几何参数对高速燃油泵流场及空化性能的影响研究

发布时间：2024-10-04 17:34

　　空化过程包括空泡从初生、发展到溃灭,尤其在空泡溃灭的过程中,该过程会导致水力机械出现一些有害的现象,如引起压力脉动与高频噪音,影响机组的稳定与安全运转。空化引起的压力脉动等会造成离心泵外特性变差,同时引起振动与噪声等;空泡溃灭时产生的压力冲击会对流体机械过流部件的固体壁面产生剥蚀破坏,也就是空蚀作用。燃油泵作为航空发动机的重要供油部件,空化性能是保障其可靠性的关键点。加装诱导轮是提高离心泵空化性能的最有效措施,因此研究诱导轮对燃油泵的空化性能影响具有重要意义。本文以某型号高速燃油泵关键水力部件变螺距诱导轮为研究对象,基于数值计算,研究了诱导轮叶顶间隙、叶片轴截面倾角变化对高速燃油泵空化性能的影响。具体研究内容如下:1.研究了高速燃油泵空化发展过程及不同流量下的空化性能。高速燃油泵的扬程随着流量增大而下降,由于叶轮属于低比转速,效率随着流量的增大而增大。结合空化性能曲线、诱导轮及叶轮叶栅空化演变及流道内空泡分布,对于不同工况下高速燃油泵的空化性能,随着流量的增大,流道内的空泡迅速增多,高速燃油泵的断裂空化数增大,燃油泵发生空化断裂的位置前移,扬程更早的发生陡降。2.研究了诱导轮叶顶间隙大小...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究背景
    1.3 高速燃油泵发展及国内外研究现状
    1.4 诱导轮空化国内外研究现状
    1.5 空化发展国内外研究现状
        1.5.1 空化的形式
        1.5.2 水力机械中空化发展
    1.6 本文主要研究内容
    1.7 本章小结
第2章 高速燃油泵的数值计算
    2.1 概述
    2.2 数值计算方法
        2.2.1 基本控制方程
        2.2.2 湍流模型
        2.2.3 近壁面区域的处理
        2.2.4 空化模型
    2.3 高速燃油泵模型
        2.3.1 高速燃油泵及诱导轮基本参数
    2.4 高速燃油泵流体域计算模型、计算域网格及边界条件
        2.4.1 高速燃油泵水体计算域网格划分
    2.5 水力性能试验验证
    2.6 本章小结
第3章 高速燃油泵空化性能及流场特性分析
    3.1 概述
    3.2 计算模型和边界条件
    3.3 高速燃油泵内定常空化数值模拟
        3.3.1 不同工况下高速燃油泵外特性
        3.3.2 不同工况下高速燃油泵空化性能曲线
        3.3.3 诱导轮与叶轮叶栅空化演变过程
        3.3.4 高速燃油泵流道内空泡分布
        3.3.5 诱导轮与叶轮流道平均压力分布
    3.4 本章小结
第4章 诱导轮叶顶间隙对高速燃油泵空化性能的影响
    4.1 概述
    4.2 计算模型和边界条件
        4.2.1 方案设计
        4.2.2 边界条件
    4.3 高速燃油泵内定常空化数值模拟
        4.3.1 高速燃油泵及变螺距诱导轮空化性能曲线
        4.3.2 高速燃油泵流道内的空泡分布
        4.3.3 诱导轮叶片的静压分布
        4.3.4 诱导轮流道内的平均压力分布
        4.3.5 诱导轮轴面湍动能分布
    4.4 本章小结
第5章 诱导轮叶片轴截面在轴面内的角度变化对其空化性能的影响
    5.1 概述
    5.2 方案设计
    5.3 计算模型和边界条件
    5.4 离心泵内定常空化数值计算
        5.4.1 高速燃油泵空化特性曲线
        5.4.2 高速诱导轮流道内空泡演变过程
        5.4.3 叶片轴截面倾角对诱导轮叶片安放角及高速燃油泵外特性的影响
        5.4.4 轴面相对速度云图及流线图
    5.5 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文和成果



本文编号：4006959