喷水推进泵分析及研究实例

运用转速控制方法的泵外特性
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4 空化时的轴向推力
通常情况下，喷水推进器在加速和转弯时会产生空化 运用CFD技术，预测不同空化条件下的轴向推力与内部流动情况 ，并初步分析两者的关系
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泵的空化性能曲线
泵的轴向推力与NPSHA的关系
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两级叶轮空化时轴向推力情况
项目汇报
泵喷水推进器的模型设计及
数值模拟研究
汇报人： 申占浩
2015.05
目录
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项目简介
模型设计 转速控制方法 空化下的轴向推力
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1 项目简介
喷水推进器（Waterjet Propulsion），它是利用泵 喷出水流的反作用力来推动船舶前进的装置
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喷水推进器的动力稳定性是船舶稳定的基础，而作为其动力来 源，稳定的推力必不可少 现实中，喷水推进器内部流动复杂，推力极易出现不稳定现象
首级叶轮
次级叶轮
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叶轮在空化条件下压力系数分布
首级叶轮
次级叶轮
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5.导叶及喷嘴 6. 进口延伸段 7/22
网格划分
采用ICEM进 行结构化网格
划分
总体网格质量
首级叶轮 次级叶轮 导叶
≥0.3 总体网格角度 ≥180 总体网格数约
总体网格
为186万 8/22
数值模拟主要参数选择
主要条件 数值模拟方法 湍流模型 进口 出口 壁面函数 收敛精度 设置 雷诺时均法
SST k-ε
总压进口 质量流出口 标准壁面函数
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整体数值模拟外特性
整体数值模拟的外特性曲线
喷水推进泵在流量区间0.4 Qd ~0.5 Qd出现正斜率现象 10/22
空化特性分析
两级叶轮整体与单独空化数值计算结果对比
对旋轴流式喷水推进泵与普通轴流泵相比空化性能更好 11/22
推力在航行器转弯等特殊工况时可能会丧失
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2 结构设计
对旋泵过流部件如图，其中两级叶轮对旋，流体由喷口喷出。
对旋轴流式喷水推进器过流部件结构示意图
1.进水管道 2.首级叶轮 3.次级叶轮 4.导叶 5.喷嘴 5/22
首级叶轮采用导管桨型式
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实体建模
计算模型三维水体图
1. 进口延伸段 2.首级叶轮 3. 轴向间隙 4.次级叶轮