轴流式喷水推进器启动过程的瞬态特性
2021-09-23张富毅鲁航陈泰然吴钦黄彪王国玉
兵工学报 2021年8期
张富毅, 鲁航, 陈泰然, 吴钦, 黄彪, 王国玉
(1.北京理工大学 机械与车辆学院, 北京 100081; 2.中国船舶集团有限公司 第711研究所, 上海 200090)
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喷水推进器具有推进效率高、抗空化能力强、附体阻力小、振动噪音小、适应变工况能力强和传动机构简单等优点,被广泛应用于高速舰艇、两栖车辆以及水下机器人[1-3]。目前,对喷水推进器的研究主要集中在喷水推进器的设计方法[4-5]、推进性能[6-7]、优化分析[8-10]等方面,有关喷水推进器启动过程中的水动力性能研究较少,而启动过程存在明显的瞬态特性,并且伴随着水力激振、冲击负载、空化破坏和振动噪声等负面影响[11],影响喷水推进器的正常运行,因此研究喷水推进器启动过程具有重要的工程实践意义。
20世纪末以来,国内外学者对离心泵、混流泵等旋转水力机械的启动过程展开了理论分析和试验研究。Dazin等[12]基于能量方程和角动量方程,提出了预测混流泵启动过程的扭矩、功率和扬程等参数的方法,并指出启动过程瞬态效应不仅与加速度的大小有关,还与内部流场演变有关。张玉良等[13]对离心泵启动过程瞬态附加理论扬程进行了理论推导和试验研究,结果表明外特性参数的瞬态变化只与角加速度项有关,而与流动惯性项无关。Tsukamoto等[14]针对额定转速为2 950 r/min的离心泵进行了启动试验研究,试验结果表明,启动过程的瞬时流量和瞬时扬程的变化明显滞后于转速变化,并且无量纲扬程在启动完成时明显低于准稳态假设值。……
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