变汽液比条件下高速燃油离心泵非定常特性分析研究
2022-06-07李华聪
上海交通大学学报 2022年5期
在新一代航空技术发展的迫切需求下,航空推进技术的要求向着高安全、高可靠性、高性能(包括高推重比)、低污染和经济可承受性发展.其中,高速、高压离心泵的设计及性能分析更是扮演着重要的角色,尤其是在大飞行包线内,泵的运行边界宽广,进口边界亦会出现不同汽液比的情况,使得泵内存在复杂的流动问题,产生了动静干涉、出口尾迹流、局部漩涡、旋转失速等极度复杂的流动状态,表现出了强烈、明显且复杂的非定常特性.同时,高速运转会降低燃油黏度,减小壁面的切力,更是加剧了离心泵内的非定常流动问题.因此,需要对高速离心泵的内部流动特点进行深入研究,以分析不同汽液比下泵内的非定常特性.目前,流体机械研究体系普遍采用准三维通流计算和全三维计算流体力学(CFD)相结合的方法,离心泵中也是如此.然而在当前的技术背景下,离心泵的工作环境更严酷、结构更紧凑、间隙效应更明显,非定常特性也越来越强烈,传统的定常假设会对性能分析结果产生较大误差,制约对离心泵性能潜力的挖掘,有必要逐步将流动的非定常特性纳入到泵常规设计体系中.
科研人员通过理论分析、数值研究以及试验测量等3种手段对离心泵内部的非定常流动开展了大量的研究,在压力脉动、非定常流动结构等方面有一定的成果.针对压力脉动的研究,文献[11]通过数值仿真分析了离心泵间隙内的压力脉动变化……
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