斜流式喷水推进泵旋转失速及流固耦合研究

来源 :江苏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xhc042
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着喷水推进及喷水推进制造技术的发展,采用喷水推进器作为船舶动力的船只越来越多。斜流式喷水推进器具有压头高,流量大,空化性能好等优点,被认为是高速两栖车辆的理想喷水形式。但是斜流泵在小流量下会出现失速现象,泵在失速工况下运行会产生振动与噪声,且叶片与粘性流场的相互作用不仅会激发叶片的振动,严重时会导致其疲劳断裂。因此,斜流泵旋转失速的研究及流固耦合分析在流体机械领域具有极其重要的意义。   本文采用数值模拟的方法对斜流式喷水推进泵进行旋转失速及流固耦合研究,研究工作和主要结论有:   1、运用Pro/E及ICEM-CFD软件对斜流式喷水推进泵进行三维造型及网格划分,对网格概念及网格分类进行了介绍,并对模型泵进行网格无关性验证,确定了合理的数值计算网格。   2、采用CFX软件对斜流式喷水推进泵内部流场进行定常计算。研究发现,在0.65QBEP~0.68QBEP工况下发现正斜率流量—扬程曲线,其主要原因为当流量为0.68QBEP时,叶轮出口有效直径降低造成扬程下降,随着流量继续减小,内部流态从斜流式转变为离心式又引起扬程上升,两者共同作用造成正斜率性能曲线发生。轮缘间隙的泄漏对性能曲线有影响,但是正斜率性能曲线的存在并不完全取决于轮缘间隙泄漏。由于逆向的压力梯度而造成导叶内部的回流是引起正斜率性能曲线的主要原因。   3、在定常计算的基础上对模型泵进行非定常计算。研究发现,失速区沿圆周方向传播,其方向与叶轮旋转方向相反,传播速度约为叶轮转速的16.7%。失速工况下各监测点的压力脉动比非失速工况下要剧烈,导叶进口及内部的轴频在失速工况下相比于设计工况下有了较大的提升,且导叶内部轴频的上升比导叶进口处更大。   4、应用ANSYSWorkbench软件,运用流固耦合方法对斜流式喷水推进泵叶轮和导叶在空气中、不同工况定常计算下以及失速工况非定常计算下进行结构动力性能分析。研究发现,叶轮转子在空气中的激振频率低于固有频率,不会发生共振,导叶在空气中的振动变形的最大值均发生在导叶壳体上。叶轮转子在水中的频率低于空气中的频率,但是不同流量下的频率相差很小。导叶在三个不同流量下的频率变化很小,且随流量增大,频率逐渐增大。叶轮和导叶在失速工况下不同时间步的变形相差很大。
其他文献
花生蛋白是我国具有优势的大宗蛋白资源,但适宜特定加工过程的的优质专用花生品种的缺乏,严重制约了花生蛋白深加工产业的良性发展。本文以自然变异花生品种作为研究对象,明
空冷机组因其显著的节水效果适应了我国的国情和能源发展战略得到了较快发展,但空冷机组热损失大、煤耗高在一定程度上限制了其发展速度。从提高机组全厂热效率的角度出发,降低汽轮机的排汽终参数和减少烟气热损失是其主要的两种方法。因此,研究和分析利用热泵回收空冷机组排烟余热和循环水余热技术具有重要的经济效益和环境效益。首先,本文以海勒式空冷机组排汽热平衡方法建立了接入热泵系统的机组变工况数学模型,并结合数学模
油脂返色为色泽良好的精炼植物油在流通、储存、使用等过程中,色泽发生显著变深的现象。该现象受如原料质量、精炼工艺条件、油料或精炼油水分含量及储存环境等多种因素影响,一直以来困扰着国内外油脂工作者。虽然国外对油脂返色研究较早,系统研究了大豆油返色现象,得出γ-生育酚为主要返色基质物质,取得了一定研究成果。但至今油脂返色现象时有发生,油脂返色的机理尚不明确,且国内尚未研究出有效、可产业化的油脂返色控制技
菠萝营养丰富,对人体生长发育具有重要的意义。然而,菠萝易腐烂,具有较短的货架期。本文通过寻找较优的脱水方法,得到菠萝干制品,从而延长菠萝的货架期。由于热效应和较长的干燥时
安徽省淮北市园艺盆景协会会长张长青先生对山水、水旱盆景十分执着与热爱,经二十余年的钻研与学习,其创作技艺日臻成熟,在各类创作比赛及交流活动中获誉甚多,今刊登其一组水
本文系统研究了分离自传统发酵酸牦牛奶样品的具有ACE抑制活性益生乳酸菌Lactobacillus helveticus H9的发酵特性和降血压效应。  首先比较分析酸、有机溶剂、EDTA和加热等
本文通过对荣华二采区10
期刊
柴油机的进排气系统直接决定着充气效率、换气过程优劣以及排气压力波的利用,进而影响着整机的动力性、经济性及排放性;因此,有着比较重要的研究意义。鉴于实验研究柴油机进排
作为上海博物馆建馆60周年系列庆祝活动之一,翰墨荟萃——美国收藏中国五代宋元书画珍品展于2012年11月2日至2013年1月3日在上博举行。本次展览是继2002年千年遗珍——晋唐宋
本文通过对荣华二采区10
期刊