螺旋斜流泵動靜葉柵內(nèi)部流動特性分析與靜葉改型研究.pdf

1、本文依據(jù)動量定理和葉片泵設(shè)計(jì)原理為某型泵噴水推進(jìn)器設(shè)計(jì)了一種內(nèi)置推進(jìn)泵，為了使該泵具有較好的噴水推進(jìn)性能，該泵在設(shè)計(jì)時采用了具有螺旋推進(jìn)作用的螺旋斜流式葉輪以及具有擴(kuò)壓和軸向引流作用的空間導(dǎo)葉作為主要過流部件，因此該泵兼具螺旋泵和斜流泵的水力性能優(yōu)點(diǎn)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，故而擬稱該泵為螺旋斜流泵。
　　螺旋斜流泵主要由螺旋斜流式葉輪和新型空間導(dǎo)葉構(gòu)成，其葉輪和空間導(dǎo)葉間的匹配效率對整臺泵的性能有至關(guān)重要的影響。本文運(yùn)用CFD技術(shù)對螺旋斜流泵

2、內(nèi)部流場進(jìn)行了數(shù)值模擬，獲得了其外特性和內(nèi)部流動特性，然后基于該泵初始設(shè)計(jì)和動靜葉柵內(nèi)部流場結(jié)構(gòu)，對靜葉柵作了改型研究，一定程度上改善了初始螺旋斜流泵整機(jī)性能。本文具體工作及結(jié)論如下：
　　首先概括了與該課題相關(guān)的幾種泵型的設(shè)計(jì)理論及其內(nèi)部流動特性的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，說明了開展螺旋斜流泵內(nèi)部流場與靜葉柵改型研究的背景及意義；然后依據(jù)用戶給定的泵噴水推進(jìn)器性能參數(shù)以及環(huán)境條件設(shè)計(jì)出了一種推進(jìn)器內(nèi)置泵—螺旋斜流泵；其次根據(jù)螺旋斜流泵結(jié)構(gòu)

3、參數(shù)利用三維建模軟件Pro/E建立其全流道計(jì)算域模型，采用網(wǎng)格劃分軟件ICEM完成全流道計(jì)算域網(wǎng)格劃分，最后借助流場分析軟件Fluent15.0對變流量工況下模型泵的內(nèi)流場作了定常數(shù)值計(jì)算，對設(shè)計(jì)工況下模型泵的內(nèi)流場作了非定常數(shù)值計(jì)算，并著重分析了螺旋斜流泵外特性和內(nèi)部流動特性。
　　研究表明：文中螺旋斜流泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，水力性能較好，但是由于空間導(dǎo)葉設(shè)計(jì)欠佳，其內(nèi)部流動紊亂，導(dǎo)致整機(jī)效率偏低；該泵模擬效率值約為75％，未達(dá)到設(shè)計(jì)

4、效率值80%，需要對空間導(dǎo)葉作改型研究。
　　因此，基于以上模型泵的外特性和動靜葉柵內(nèi)部流動規(guī)律，對空間導(dǎo)葉作了改型設(shè)計(jì)，模擬計(jì)算并對比分析了3組導(dǎo)葉葉片型線下和導(dǎo)葉葉片數(shù)分別為3、5、7、9時模型泵靜葉柵內(nèi)部流動規(guī)律與流動損失的關(guān)系，尋找出了設(shè)計(jì)流量下與動葉柵匹配較好的靜葉柵的型線以及靜葉柵合理的葉片數(shù)，實(shí)現(xiàn)了動靜葉柵的更優(yōu)匹配，改善了原有螺旋斜流泵的內(nèi)部流動狀態(tài)和外部輸出性能。
　　本文的研究將為螺旋斜流泵的設(shè)計(jì)以及空間