预压涡轮泵多级轴流式液力涡轮特性研究

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预压涡轮泵多级轴流式液力涡轮特性研究
高压补燃氢氧火箭发动机采用预压涡轮泵技术能有效提高推进剂泵的抗汽蚀性能,并大大减轻火箭贮箱的重量。氧预压泵一般通过轴流式液力涡轮驱动,而目前国内外关于此类涡轮的研究资料较少,对于其内部流场结构、流动损失机理尚不明确。
针对此问题,本文主要开展了如下工作:(1)在参考AMDC损失模型的基础上建立了预压泵多级轴流式液力涡轮的一维设计方法,采用模块化设计思想,基于Python编写了一套用于多级轴流式液力涡轮一维设计的程序,并研究了相关参数对设计结果的影响。(2)以SSME所采用的多级轴流式液力涡轮为原型,对无间隙和有间隙时的液力涡轮流场进行了数值仿真,获得了其内部详细流动结构,捕捉到了马蹄涡、通道涡、泄露涡等涡系结构,分析了叶栅通道中的涡系发展过程、熵增分布,发现其流动规律与小展弦比的气涡轮存在较大相似性。
(3)数值研究了叶尖间隙对液力涡轮性能和流动结构的影响。叶尖间隙增加会导致涡轮性能显著下降,间隙比每增加1%,涡轮流量将平均增加0.95%,效率将平均下降2.1%。
叶尖间隙增大会导致更多比例的流体通过叶尖间隙,并且通过静叶叶尖间隙的泄漏量要大于动叶 ...

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关键词：python 研究资料 数值研究 发动机 SSM