高速艇噴泵葉頂間隙與軸向間距匹配和進水流道流場特性數(shù)值模擬.pdf

1、噴水推進具有操作性能好、抗空泡能力強、推進效率高、傳動機構簡單、維護性能好、變工況范圍廣等優(yōu)點被廣泛應用于現(xiàn)代高速艇。噴泵和進水流道作為系統(tǒng)最重要的部件關系到整個推進系統(tǒng)的性能。噴泵葉頂間隙流場的分布，葉輪和導葉體之間的軸向間距大小是影響噴泵效率和流場的重要因素，進水流道的出口是水流進入噴水推進器的入口，流道的進水口面積和形狀直接影響流道內(nèi)的流場，從而影響噴泵流場。研究不同葉頂間隙和軸向間距的匹配，優(yōu)化進水流道進水口面積對噴水推進器的設

2、計有重要參考價值。本文以某高速艇噴泵為研究對象主要做了以下幾方面的工作：
　　1、運用 UG建立噴泵的三維幾何模型和全流道模型，建立三種葉頂間隙0.5mm(2.6％D)、1mm(5.1%D)、1.5mm(7.6%D)D為葉輪直徑。參考泵的原始間距8.7mm，建立三種軸向間距為5.6mm、11.2mm、16.8mm，將兩者進行匹配得到9個計算模型。對全流道模型分塊處理，在ICEM中進行六面體網(wǎng)格劃分。
　　2、運用ANSYS-

3、CFX對模型進行模擬計算，通過泵的推力和效率進行實驗驗證，模型的計算可靠。每個模型進行9中不同工況計算，得到葉片的壓力和葉頂間隙壓力的分布以及對葉頂流場有決定性影響的間隙壓差曲線。
　　3、計算結果表明：在小流量工況下，軸向間距的增加使得葉片吸力面發(fā)生空化的負壓區(qū)增加，葉頂間隙增加使其減小。在額定流量工況下葉頂間隙和軸向間距的增加都使得葉片吸力面發(fā)生空化的負壓區(qū)減小，葉片壓力面出口段葉緣處高壓區(qū)減小。在大流量工況下葉頂間隙和軸向間

4、距的增加都使得低壓區(qū)和高壓區(qū)減小，葉頂間隙增加使得葉片壓力面出口端葉緣處高壓區(qū)增加，軸向間距增加使其減小。隨著葉頂間隙的增加，軸向間距對葉頂間隙的壓差影響由葉片出口段向進口擴展，軸向間距增加會弱化葉頂間隙增加對間隙壓差的影響，流量的增加會同時弱化兩者對間隙壓差的影響。
　　4、通過改變平進口進水流道的進水口縱向長度，得到4種不同進水口面積，對4種不同IVR工況模擬計算。從流道的出口截面壓力分布、速度加權平均角、流道上下壁面壓力分布