诱导轮汽蚀性能计算与改进设计

bb20920d · 发表于 2022-4-27 18:15:39

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雅宝题库解析：
由于高速离心泵结构紧凑、造价低，在航天等工程领域中有着广泛的应用。但是仅提高离心泵的转速而其他条件不变，则离心泵的汽蚀性能要显著下降。实践证明，在离心泵叶轮前面安置诱导轮能大幅度地提高离心泵的汽蚀性能。在离心泵叶轮前加置诱导轮，其目的是使流体在流经诱导轮后得到增压，以满足后置离心叶轮的必要汽蚀余量。所以诱导轮产生的扬程必须满足离心泵叶轮进口处的能量要求。本文的研究对象是某液体火箭发动机诱导轮，根据诱导轮的理论设计方法计算出诱导轮叶尖轮缘直径、修圆角、包角、叶片安放角等结构参数；根据计算得到的诱导轮结构参数，实现诱导轮三维造型，并使用CFD软件对诱导轮进行流场仿真，得到诱导轮内部流场分布和汽蚀性能曲线。依据诱导轮设计的理论研究，分别针对提高诱导轮扬程性能和汽蚀性能对原方案进行了优化。优化后的方案与原方案进行比较发现：曲线轮毂形状诱导轮相比于直锥轮毂诱导轮可以提高诱导轮扬程；曲线轮毂形状诱导轮具有与直锥轮毂诱导轮相同的汽蚀性能。增大诱导轮叶片进口前缘切削范围可以提高诱导轮吸力面压力分布，并减小叶片吸力面低压区范围，提高诱导轮汽蚀性能；诱导轮入口壳体开槽方案，可以提高诱导轮汽蚀性能，但由于叶片入口间隙增大，加剧了入口间隙流体泄漏，所以诱导轮扬程和效率较原方案都有所下降。

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