資源描述:
《對旋軸流式噴水推進泵空化及壓力脈動數值計算研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、萬方數據對旋軸流式噴水推進泵空化及壓力脈動數值計算研究第四章對旋軸流式噴水推進泵空化流場分析?????????????224.1設計工況下空化流場分析??????????????????.224.1.1空化性能曲線分析???????????????????224.1.2葉輪葉片壓力分布???????????????????244.1.3葉片吸力面空泡體積分布????????????????264.1.4流道內空泡等值面分布?????????????????274.2次級葉輪轉速對對旋軸流式噴水推進泵空化性能的影響??????274.2.1次級葉輪轉速對空
2、化性能曲線的影響???????????284.2.2次級葉輪轉速對空泡分布的影響?????????????284.3小流量工況下空化流場分析?????????????????.304.3.1小流量工況下葉輪葉片空泡體積分布???????????304.3.2小流量工況下流道內空泡體積分布????????????324.3.3小流量工況下速度場分布????????????????344.4本章小結?????????????????????????35第五章對旋軸流式噴水推進泵壓力脈動分析?????????????365.1設計工況下壓力脈動結果分析????
3、????????????.365.1.1壓力脈動監(jiān)測點設置??????????????????365.1.2非定常設置?????????????????????..375.1-3壓力脈動計算結果分析?????????????????375.2不同工況下壓力脈動結果分析????????????????.415.3不同空化條件下壓力脈動結果分析??????????????.445.4本章小結?????????????????????????45第六章總結與展望???????????????????????一476.1研究總結?????????????????
4、????????476.2研究展望?????????????????????????48參考文獻????????????????????????????.49致謝?????????????????????????????????.???????54在讀學位期間發(fā)表的論文?????????????????????..55在讀學位期間參與的項目?????????????????????一55萬方數據江蘇大學碩士學位論文1.1課題研究背景及意義第一章緒論一直以來,人們都面臨著海上航行體的推進問題,由于噴水推進器具有推進效率高、空化性能好、振動噪聲小、臨界航速高
5、等優(yōu)點【-_5】,被認為是代替螺旋槳的新型船舶推進裝置,越來越多的航行器開始使用這種推進方式,如高速雙體船、單體船、兩棲裝甲車輛等。噴水推進器通過水泵將水從船底孔吸入,再把水從船后方排出,靠水的反作用力來推進船舶。如圖1.1所示:瑟,—7—三#/Pump圖1.1噴水推進系統(tǒng)示意圖目前用于噴水推進器的泵型主要有軸流泵、導葉式混流泵,少數情況下還會使用離心泵【6.,J。然而,對傳統(tǒng)的泵型來說,效率和空化性能很難兼得。主要考慮效率時,泵的吸入比轉速為600—800;兼顧效率和空化時,吸入比轉速為800.1100;主要考慮空化性能時,吸入比轉速為1100—160
6、0。合理采用葉輪結構和形狀可以有效提高泵的空化性能[8_91。對旋軸流泵的首級葉輪和次級葉輪反向旋轉,首級葉輪做功提高了流場壓力,改善了次級葉輪的空化性能。Furukawa[10-lq展示了對旋軸流泵比普通軸流泵具有的優(yōu)點:壓升高、運行高效區(qū)寬、空化性能好、運行工況范圍大等。對旋軸流式噴水推進泵被廣泛應用于雙體船、水翼艇、水陸坦克等。然而在低速、倒車、轉彎等工況下噴水推進泵容易產生空化,空化產生的結果是推進器扭矩和推力下降、影響推進效率、加劇振動,誘發(fā)噪聲【12】。萬方數據對旋軸流式噴水推進泵空化及壓力脈動數值計算研究在1753年初,歐拉就在理論上預言了
7、流體中可能發(fā)生空化現象,Knapptl3】這樣描述空化過程的主要特征:當液體內的壓力在恒溫下由于某種原因降低,然后達到某種狀態(tài),此時蒸汽空泡或者充滿氣體/蒸汽的空穴開始出現并生長,空穴或空泡的生長是爆炸性的,這一過程稱為空化[14-15】??栈且砸后w為介質的泵、水輪機、水泵水輪機以及螺旋槳等透平機械的一個特有問題,圖1.2給出了幾種水力機械常見的空化問題。空化流動涵蓋了相變、可壓縮以及非定常特性等復雜的流動現象。因此,對對旋軸流泵的空化現象進行分析,可以更好地了解對旋軸流式噴水推進泵空化條件下的內部流動,對提高其空化性能具有重要的意義;由于兩級葉輪反向
8、旋轉,且“動一動”對旋葉柵與“動一靜”葉柵相比內部流動更為復雜,因此有必要對對旋