喷水推进器最佳工况-江苏大学

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㊀㊀㊀曹璞钰，王洋，李贵东，等．喷水推进器最佳工况［Ｊ］．排灌机械工程学报，２０１５，３３（２）：１４５－１５１．㊀㊀㊀ＣａｏＰｕｙｕ，ＷａｎｇＹａｎｇ，ＬｉＧｕｉｄｏｎｇ，ｅｔａｌ．Ｏｐｔｉｍｕｍｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒｊｅｔｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＤｒａｉｎａｇｅａｎｄＩｒｒｉｇａｔｉｏｎＭａｃｈｉｎｅｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＪＤＩＭＥ），２０１５，３３（２）：１４５－１５１．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｐｉｐｅｌｉｎｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｄｅｓｉｇｎｗａｔｅｒｊｅｔｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎｉｎｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｕｎｄｅｒｏｐｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｔｅｎｄｅｖｉａｔｅｆｒｏｍｔｈｅｒａｔｅｄｐｏｉｎｔａｎｄｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｗａｔｅｒｊｅｔｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎｉｓａｌｗａｙｓｌｅｓｓｔｈａｎｔｈｅｅｘｐｅｃｔｅｄｏｎｅ．ＴｈｅｉｎｌｅｔｆｌｏｗｐａｓｓａｇｅｏｆＳＤＰＭ－４５０ｗａｔｅｒｊｅｔｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎｗａｓｅｘａｍｉｎｅｄｔｏｏｖｅｒｃｏｍｅｔｈｉｓｄｉｓｃｒｅｐａｎｃｙ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｎｗａｔｅｒｊｅｔｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎｕｎｄｅｒｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｏｐｅｒａｔｉｎｇｐｏｉｎｔ，ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｅｌｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｗａｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄｔｏｍｅｅｔｗｉｔｈｔｈｅｏｂｊｅｃｔｏｆｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｗｈｏｌｅｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｏｐｅｒａｔｉｎｇｐｏｉｎｔｉｓｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｏｉｎｔｗｉｔｈｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｅｘｔｒｅｍｅｖａｌｕｅｔｈｅｏｒｙ，ｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｅｑｕａｔｉｏｎｗａｓｄｅｄｕｃｅｄｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｏｐｅｒａｔｉｎｇｐｏｉｎｔ．Ｔｈｅｊｅｔｖｅｌｏｃｉｔｙｒａｔｉｏｉｓ２ｔｉｍｅｓｔｈｅｖａｌｕｅｏｆｗａｋｅｆｒａｃｔｉｏｎ．ＴｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＵＤＳｂａｃｋｔｒａｃｉｎｇｍｅｔｈｏｄｗａｓｕｓｅｄｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｄｅｒｉｖｅｄｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｅｑｕａｔｉｏｎ．ＴｈｅｆｉｎａｌｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｎｔＫ＝２ａｓ ε αｗ，ｗｈｉｃｈｔｈｅｖａｒｉａｂｌｅｓｏｆｎｏｚｚｌｅｄｉａｍｅｔｅｒａｎｄｗａｋｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｔｈｅｈｉｇｈｅｒｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｄｅｓｉｇｎｅｄｍｅｔｈｏｄｆｒａｃｔｉｏｎｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄｅｑｕａｔｉｏｎ，ｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｓｅａｌｌｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｔｈｅｏｒｙｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｈｉｇｈｅｒｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｄｅｓｉｇｎｏｆｗａｔｅｒｊｅｔｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒｊｅｔｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ；ｏｐｔｉｍｕｍｃｏｎｄｉｔｉｏｎ；ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ；ｊｅｔｖｅｌｏｃｉｔｙｒａｔｉｏ；ｗａｋｅｆｒａｃｔｉｏｎ
（江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心，江苏镇江２１２０１３）
曹璞钰
摘要：为解决喷水推进器传统设计方法中目标求解设计参数在实际工作中与理论最佳工况点存在偏差，导致相应喷水推进器效率普遍偏低的问题，文中选取ＳＤＰＭ－４５０喷水推进器为研究对象，以最高喷水推进效率为目标，围绕喷水推进器最佳工况点展开效率分析，进而优化参数选取办法．首先，基于极值理论推导了喷水推进器最佳工况点的充要条件，即航速比数值上等于２倍的伴流系数；其次，运用数值仿真中的ＵＤＳ反向追踪法验证了理论推导的正确性，偏差分析后确立了最终判别式为Ｋ＝２；最后，基于判别式优化设计参数选取办法，提出了以喷嘴直径和伴流 ε α 系数为基础变量的参数求解方程组，为喷水推进器的高效设计奠定基础．关键词：喷水推进器；最佳工况；推进效率；航速比；伴流系数中图分类号：Ｕ６６４３４㊀文献标志码：Ａ㊀文章编号：１６７４－８５３０（２０１５）０２－０１４５－０７
Ｏｐｔｉｍｕｍｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒｊｅｔｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ
ＣａｏＰｕｙｕ，ＷａｎｇＹａｎｇ，ＬｉＧｕｉｄｏｎｇ，ＰｅｎｇＳｈｕａｉ
（ＮａｔｉｏｎａｌＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＰｕｍｐｓ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１２０１３，Ｃｈｉｎａ）
２０１５年２月㊀第３３卷㊀第２期Ｆｅｂ．２０１５Ｖｏｌ．３３㊀Ｎｏ Байду номын сангаас ２
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８５３０．１４．００５９
喷水推进器最佳工况
曹璞钰，王洋，李贵东，彭帅