液氧離心泵水力設計方法的研究.pdf

1、液氧泵的研制任務就是設計一臺高效率的液氧離心泵。以該泵為核心設備的地面液氧加注系統(tǒng),能夠?qū)⒁貉鯊牡孛娓咂焚|(zhì)地泵送至長征系列運載火箭上的液氧貯箱。
　　本文研究了一種在國內(nèi)航天地面加注系統(tǒng)從未有過的,與全流道全三維流場的水力數(shù)值計算方法相結合的,“反-正-反”迭代耦合的新型水力設計方法,來設計確定液氧泵的水力參數(shù)。通過本文研究的新型水力設計方法研制出來的液氧離心泵,經(jīng)發(fā)射場試驗證明,其水力性能不僅完全滿足地面液氧加注系統(tǒng)的要求,并且

2、泵效率較高。
　　這種迭代耦合新型水力設計方法的具體研究內(nèi)容為:先采用“反問題”設計,根據(jù)該液氧泵研制任務的參數(shù)特點——低比速離心泵,選擇適合于該具體工況低比速液氧離心泵的一維水力方法。再進行“正問題”計算,本文采用的是全流道全三維流場的CFD數(shù)值計算方法,通過正確選擇適合該類泵的計算模型和正確設置各項參數(shù),該全流道全三維流場的數(shù)值計算收斂,并提供了一種直觀形象的流場形態(tài),數(shù)值計算結果反應了泵內(nèi)水力的真實情況、揭示出泵內(nèi)液流運動的

3、規(guī)律、并能在計算機設計階段分析發(fā)現(xiàn)泵水力設計的問題和不足。“正問題”計算發(fā)現(xiàn)問題后,再通過“反問題”修改設計,“正問題”再次計算及分析。就這樣多次迭代耦合地反復修改水力設計,直至最終計算結果顯示,流場已最優(yōu)化。
　　通過這種新型水力設計方法的研究效果證實,該方法可以在設計階段即實現(xiàn)對泵性能的評價,從而設計出最優(yōu)化的離心泵,并大幅縮短研制周期和費用。研究出的這種實用有效的新型水力設計方法,將對提高今后的國內(nèi)航天加注等用泵的研制水平起