近年來,航空航天技術(shù)的快速發(fā)展促使著液體火箭發(fā)動機領(lǐng)域科技的飛速提升。液氧渦輪泵作為液體火箭發(fā)動機的核心部件,其安全性和可靠性尤為重要。在液氧渦輪泵的實際工作情況下,轉(zhuǎn)子在前后蓋板之間存在軸向移動,同時在高速運轉(zhuǎn)中也存在徑向振動,液氧渦輪泵前后蓋板間隙對其運轉(zhuǎn)起到了不可忽視的作用。本文以液氧渦輪泵為研究對象,探究在不同軸向、徑向間隙變化的情況下液氧渦輪泵內(nèi)流場的變化情況,揭示其影響因素和作用機理。本文對下述幾個方面進行了深入的探究:(1)利用商業(yè)軟件CFX,選取SST湍流模型對基礎(chǔ)間隙結(jié)構(gòu)下從小到大涵蓋各流量工況的7個不同工況點進行數(shù)值模擬計算,并對計算所得的渦輪泵揚程和效率隨流量變化的情況進行分析,探究流量變化引起液氧渦輪泵外特性變化的作用機理。(2)對不同軸向間隙結(jié)構(gòu)及徑向間隙結(jié)構(gòu)的液氧渦輪泵模型在不同流量工況下的流動特性進行定常仿真計算,并從能量特性與穩(wěn)定特性兩個角度,研究其外特性、軸向力及內(nèi)流場隨間隙改變的變化規(guī)律,探究間隙結(jié)構(gòu)改變對液氧渦輪泵流動影響的內(nèi)在機理。(3)對不同軸向間隙結(jié)構(gòu)的液氧渦輪泵的同一流量工況進行非穩(wěn)態(tài)計算,在渦輪泵轉(zhuǎn)子流域及擴壓葉柵流域設(shè)置流向及周向監(jiān)測點...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源及研究背景和意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 課題研究的背景和意義
    1.2 國內(nèi)外渦輪泵的研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國內(nèi)外文獻綜述及簡析
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 數(shù)值計算模型及研究策略
    2.1 流域幾何模型及網(wǎng)格劃分
        2.1.1 流域幾何模型建立
        2.1.2 流域網(wǎng)格劃分
    2.2 數(shù)值模擬策略
        2.2.1 數(shù)值模擬邊界條件
        2.2.2 控制方程和湍流模型
        2.2.3 網(wǎng)格無關(guān)性驗證
    2.3 渦輪泵外特性實驗驗證
    2.4 本章小結(jié)
第3章 軸向間隙對渦輪泵流動影響研究
    3.1 基礎(chǔ)間隙結(jié)構(gòu)下液氧渦輪泵外特性分析
    3.2 軸向間隙變化的泵流動特性研究
        3.2.1 間隙對外特性影響研究
        3.2.2 間隙對水力損失影響研究
        3.2.3 間隙對內(nèi)部流場影響研究
    3.3 軸向間隙變化的泵軸向力特性研究
        3.3.1 各部件軸向力受力分析
        3.3.2 前蓋板區(qū)域壓力分析
        3.3.3 后蓋板區(qū)域壓力分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 徑向間隙對渦輪泵流動影響研究
    4.1 徑向間隙變化的泵流動特性研究
        4.1.1 徑向間隙對外特性影響研究
        4.1.2 徑向間隙對水力損失影響研究
        4.1.3 徑向間隙對內(nèi)部流場影響研究
    4.2 徑向間隙變化的泵軸向力特性研究
        4.2.1 各部件軸向力受力分析
        4.2.2 后蓋板區(qū)域壓力分析
    4.3 本章小結(jié)
第5章 軸向間隙對渦輪泵壓力脈動影響研究
    5.1 非定常數(shù)值模擬策略
    5.2 壓力脈動監(jiān)測點布置
    5.3 誘導(dǎo)輪流域壓力脈動分析
    5.4 離心輪流域壓力脈動分析
    5.5 擴壓葉柵流域壓力脈動分析
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝



本文編號：3735020