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叶片的弯扭对轴流泵汽蚀抑制的研究

刘仲祥  
【摘要】:喷水推进泵作为一种特殊的船舶推进装置,与螺旋桨相比具有很多优势,如抗空泡能力强、附体阻力小、保护性能好、噪声低、传动机构简单、适应变工况能力强、船舶操纵和动力定位性能佳等特点。目前喷水推进泵已经在高性能船艇上被广泛地应用。 空化现象是流体机械中特有的一种现象,它能够改变流场中的速度分布,引起机械振动,恶化了水泵的性能。因此,研究轴流水泵的空化问题对于提高水泵的设计水平具有重要指导意义。 随着计算流体力学的发展和计算机性能的提高,用数值模拟方法来分析水泵内部的流动已经成为可能。应用数值模拟的方法可以对实验难以测量的参数进行预估,而不需要大量的实验,应用数值模拟的方法对水泵进行分析和设计,有利于提高工作效率,节约资金。数值模拟方法已经成为流体机械设计的一个重要手段。 本文通过自编程生成正弯叶片、反弯叶片和后掠叶片,应用流体计算软件FLUENT,对不同叶片的水泵內部流场进行三维数值计算,计算中采用标准k-ε湍流模型、混合物多相模型与SIMPLE算法。通过对不同叶片水泵內部气体体积和效率进行对比分析,得出了三种不同的叶片成型规律对水泵的抗空化性能和效率的影响,得到的结论对于轴流水泵的设计、改进有一定指导意义。


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