轴流式喷水推进泵空化与间隙泄漏涡特性研究

来源 :西安理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xkfywwy
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
喷水推进泵是喷水推进装置的核心部件,利用推进泵出口产生的水推力推动船舶器械前进。喷水推进泵极易在空化工况下运行,产生阻塞叶轮流道的空泡,并与间隙泄漏涡结构相互作用,加速喷水推进泵内部流态的恶化。本文基于数值模拟技术研究了喷水推进泵的空化及间隙泄漏涡特性,主要工作内容和研究结论如下:(1)针对喷水推进泵不同流量工况开展叶轮流道的空化特性和内流特性分析,获得了推进泵的空化特性曲线,研究结果表明,空化首先出现在叶片吸力面前缘叶顶附近,进口压力的降低会导致空化分别向轮毂、尾缘两个方向发展,并会导致叶轮叶片吸力面侧向射流的位置向出口位置移动。临界空化时期的叶轮流道内可以明显观察到片状空化的头部、云状空化和尾缘处剪切层空化的形成、发展及溃灭演变过程,云状空化的形成、发展和溃灭是空泡体积和空泡面积曲线波峰和波谷形成的主要原因,且云状空化出现会导致叶轮内空泡面积下降。(2)针对喷水推进泵不同进口条件的间隙泄漏涡进行研究,并对不同截面的涡强度及相对涡量输运方程分析,结果表明,间隙泄漏涡结构分为叶顶泄漏涡、间隙剪切涡、垂直空化涡和尾缘脱落涡四种涡结构,不同空化工况下叶轮流道内涉及的涡结构不同;涡强度沿截面位置分布呈先增大、后降低的趋势,间隙泄漏涡结构在叶片区的涡结构生成项较大,在尾流区的涡结构耗散项较大;间隙剪切涡、垂直空化涡和尾缘脱落涡易于发生涡线拉伸、扭曲,科氏力是驱动叶顶泄漏流动的重要因素,斜压矩项对涡量影响主要位于空化云的溃灭区,而粘性耗散项对涡流与空化的作用相比其他项可以忽略。(3)针对不同进口条件叶轮流道内不同部位的压力脉动进行分析,结果表明:在初生空化时期,叶轮流道不同部位压力脉动的频率主要为叶轮叶频、导叶叶频及其倍频;在临界空化时期,叶轮流道流态紊乱程度加剧,导致叶轮出口截面不同位置出现异常的压力脉动,其主要受叶顶泄漏涡和尾缘脱落涡结构影响;叶轮叶顶间隙区压力脉动主要受叶顶泄漏涡、垂直空化涡和尾缘脱落涡结构影响;叶片压力面压力脉动主要受叶顶泄漏涡影响,而吸力面尾缘处主要受尾缘脱落涡和垂直空化涡影响。
其他文献
配气机构是柴油机的重要组成部分,其作用是根据气缸的工作次序实现换气过程。一台柴油机动力学性能是否优越,工作是否可靠,经济性的优劣,与配气机构的设计是否合理有着密切的关系。可以说,一台柴油机的性能优越与否,很大程度上由柴油机的配气机构所决定。随着柴油机升功率与高速化的发展,人们对其性能指标有了更高的要求,希望在高速下仍然具有良好的动态性能。本论文就是以某型号船用柴油机的配气机构为研究对象,着重研究了
近代柴油机的发展,一方面要求机械性能强化程度不断提高,另一方面又要求经济性和排污等的环境公害尽可能地改善。所以燃料喷射系统也随之不断地向采用较高的喷油速率和喷油压力的方向演变。这必然使作用在喷油泵凸轮机构上的负荷不断增加,该凸轮表面的赫兹应力随之提高,建立承载油膜的条件更加困难,因而使凸轮的工作条件日趋恶化。在这样的情况下,再加之发动机工作时,供油过程只对应于很窄的一段凸轮包角区,且使凸轮总是在这
无人驾驶车辆是一种可移动机器人,其关键技术涉及到环境感知、定位导航、智能决策、控制工程等众多前沿研究领域,对技术单元的应用可作为辅助系统帮助人类驾驶员进行车辆自主驾驶工作,并以此提高行车的安全和效率。在无人驾驶车辆的关键技术中,其运动轨迹规划和跟踪控制一直研究的重点和难点。本文主要从智能车辆交叉口运动规划、典型驾驶行为运动规划、车辆轨迹跟踪算法及整车测控四个方面展开研究。首先,针对智能车辆交叉路口
水工沥青混凝土在水利工程中的使用,主要是作为大坝面板、心墙或海堤等水工建筑物的防渗材料,因些对其稳定性、抗裂性以及耐久性都有着较高的要求,但这些性能会受到不同因素的影响发生改变,影响因素包括沥青混凝土的原材料性质、沥青混凝土施工工艺、所处环境条件等。目前,在海水腐蚀环境下修建的水利工程中,沥青混凝土材料的使用越来越多,但对于海水腐蚀环境对水工沥青混凝土性能影响的研究相对较少。本文研究不同海水浸泡条
本文以某型船用柴油机的曲柄连杆机构为研究对象,分别对曲柄连杆机构的运动学、动力学特性进行了理论分析和仿真,对曲轴、连杆等关键零件进行了有限元分析及轻量化设计,最终对轻量化后的零件及机构进行合理性验证。首先,依据16缸V型柴油机曲柄连杆机构的图纸,在Pro/E中进行精确建模和装配,并且以运动学和动力学的理论为依据,对曲柄连杆机构的运动规律以及所受的动态力进行了分析,进一步采用Pro/E软件和ADAM
人类发明汽车至今,汽车行业不断创新发展,汽车服务于人的同时也肩负着社会责任。在能源匮乏、全球气候变暖、环境污染问题日益突出的大背景下,汽车轻量化作为节能减排的重要措施被行业所推行,轻量化同时带来的汽车性能的提高也使得其变得更有意义。在轻量化之路上设计者们的探索呈多样化,并取得了许多成果,轻量化已成为汽车行业的一大热点研究领域。由于车身占汽车总质量的比例甚高,故车身轻量化对整车减重影响重大。本文借鉴
本文以平行四边形为耦合机构的多相六连杆转向系统为研究对象,探讨多轴转向系统的稳定性,主要方法包括理论推导和试验分析及验证。建立了多轴车辆转向系统中Watt-Ⅱ转向机构的数学模型、多轴车辆线性二自由度模型以及转向轮的数学几何模型,对转向系统进行理论分析,最后通过试验验证多轴转向系统的协调性。首先,对转向机构进行稳定性分析,主要对转向阻力矩、轮胎静态转向力矩进行分析,利用矩阵变换的方法求出重力回正力矩
随着社会的发展,汽车在给我们提供便利的同时也带来了一系列的问题,比如环境污染、交通安全和能源危机等,这也刺激了人们对新型能源汽车的研究兴趣。电动汽车作为一种清洁能源汽车,在近几年得到了大力发展,其中电动汽车的安全性也是人们重点关注的一个问题,因为当电动汽车高速行驶在低附着系数的路面上,轮胎侧滑会更加容易而导致发生交通事故,直接横摆力矩控制是提高车辆行驶稳定性的一种有效方法,其通过计算得到期望的附加
水工沥青混凝土作沥青的混合物,具有较好的抗渗性能和耐久性等性能,所以被广泛应用于大型坝工结构建筑物中,而沥青混凝土心墙坝则被认为是最具发展前景的坝型,也是目前国内外最为常见的一种水工坝型。对于心墙坝的力学参数等性能,可以通过静三轴试验进行分析,并且也可以基于静三轴试验利用邓肯张模型来计算其力学参数。此外各地区工程由于工程环境条件的差异,尤其南北方气候差异比较大,而沥青混凝土心墙坝需要综合考虑到水工
我国季节性寒区高地下水位渠道冻胀破坏非常严重,为了提高衬砌结构的稳定性,常采用砼衬砌板加格宾石笼的透固体衬砌结构设计。该结构在非灌期能够使地下水回渗从而减缓衬砌的冻胀破坏,延长渠道的使用寿命,但是同等尺寸规模条件下,渠道的输水能力远不及混凝土衬砌渠道。为了优选衬砌形式保证渠道既不受冬季冻胀破坏影响又能够满足节水效益,本文从渠道渗流和冻胀两个方面对透固体衬砌渠道开展了数值模拟试验研究,并利用模型试验