非均勻進(jìn)流下噴水推進(jìn)效率的研究.pdf

1、噴水推進(jìn)器是船舶噴水推進(jìn)的動(dòng)力裝置，主要過(guò)流部件包括噴水推進(jìn)泵、進(jìn)水流道、噴嘴和倒車斗。理論研究表明噴水推進(jìn)器的推進(jìn)效率在53％～63％之間，但是經(jīng)市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有產(chǎn)品的實(shí)測(cè)效率普遍偏低，平均效率只有40％。針對(duì)此現(xiàn)象，本文選取江蘇某企業(yè)一款型號(hào)為SDPM-450的噴水推進(jìn)器作為研究對(duì)象，深入分析噴水推進(jìn)器低效的原因，探求提升噴水推進(jìn)效率的最佳途徑，并從設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)的角度提出優(yōu)化方案。主要的研究工作如下:
　　1.理論研究噴水推進(jìn)

2、系統(tǒng)的能量分配情況，闡述了航速比、伴流系數(shù)、進(jìn)水流道損失系數(shù)與推進(jìn)效率之間的關(guān)系。立足于推進(jìn)效率，求解驗(yàn)證了最佳工況點(diǎn)的判別式，確立了以噴嘴直徑和伴流系數(shù)為關(guān)鍵變量的高效參數(shù)選取辦法。
　　2.仿真研究噴水推進(jìn)器能量損失模型，確定進(jìn)水流道和噴水推進(jìn)泵為主要損失部件，非均勻進(jìn)流是噴水推進(jìn)低效的根本原因。考慮船底邊界層，運(yùn)行正則化螺旋度法分析進(jìn)水流道內(nèi)部渦的演變過(guò)程，認(rèn)定不穩(wěn)定二次渦的形成和耗散是其內(nèi)部水力損失的主要原因。立足于非均勻

3、進(jìn)流，三維描述泵進(jìn)流速度場(chǎng)的圓周、軸向和徑向分量，著重分析了各分量對(duì)進(jìn)流下噴水推進(jìn)泵性能的影響，確立了以進(jìn)口預(yù)旋和環(huán)量為關(guān)鍵因素的噴水推進(jìn)泵三元設(shè)計(jì)方法。
　　3.圍繞進(jìn)水流道的結(jié)構(gòu)，運(yùn)用正則化螺旋度法闡述了非均勻進(jìn)流場(chǎng)形成的原因。選取關(guān)鍵因素驅(qū)動(dòng)軸作為突破口，著重探討軸徑、轉(zhuǎn)速與不均勻性的關(guān)系，推測(cè)軸徑為零時(shí)均勻性最佳。
　　4.摒棄驅(qū)動(dòng)軸，提出了一種無(wú)軸式結(jié)構(gòu)?；趦?nèi)部流動(dòng)診斷，辯證的分析了無(wú)軸式噴推進(jìn)泵和進(jìn)水流道的水力