高壓補燃氫氧火箭發(fā)動機采用預(yù)壓渦輪泵技術(shù)能有效提高推進劑泵的抗汽蝕性能,并大大減輕火箭貯箱的重量。氧預(yù)壓泵一般通過軸流式液力渦輪驅(qū)動,而目前國內(nèi)外關(guān)于此類渦輪的研究資料較少,對于其內(nèi)部流場結(jié)構(gòu)、流動損失機理尚不明確。針對此問題,本文主要開展了如下工作:（1）在參考AMDC損失模型的基礎(chǔ)上建立了預(yù)壓泵多級軸流式液力渦輪的一維設(shè)計方法,采用模塊化設(shè)計思想,基于Python編寫了一套用于多級軸流式液力渦輪一維設(shè)計的程序,并研究了相關(guān)參數(shù)對設(shè)計結(jié)果的影響。（2）以SSME所采用的多級軸流式液力渦輪為原型,對無間隙和有間隙時的液力渦輪流場進行了數(shù)值仿真,獲得了其內(nèi)部詳細流動結(jié)構(gòu),捕捉到了馬蹄渦、通道渦、泄露渦等渦系結(jié)構(gòu),分析了葉柵通道中的渦系發(fā)展過程、熵增分布,發(fā)現(xiàn)其流動規(guī)律與小展弦比的氣渦輪存在較大相似性。（3）數(shù)值研究了葉尖間隙對液力渦輪性能和流動結(jié)構(gòu)的影響。葉尖間隙增加會導(dǎo)致渦輪性能顯著下降,間隙比每增加1%,渦輪流量將平均增加0.95%,效率將平均下降2.1%。葉尖間隙增大會導(dǎo)致更多比例的流體通過葉尖間隙,并且通過靜葉葉尖間隙的泄漏量要大于動葉葉尖間隙。葉尖間隙區(qū)存在沿壓力面邊緣分布的分... 

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 預(yù)壓渦輪泵研究現(xiàn)狀
        1.2.2 液力渦輪研究進展
        1.2.3 渦輪葉尖間隙流動研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 液力渦輪一維設(shè)計計算
    2.1 設(shè)計計算思路
        2.1.1 基本假設(shè)
        2.1.2 符號說明
        2.1.3 設(shè)計輸入?yún)?shù)
        2.1.4 基本參數(shù)的說明
        2.1.5 損失模型
        2.1.6 計算流程
    2.2 設(shè)計計算的結(jié)果與分析
        2.2.1 設(shè)計結(jié)果
        2.2.2 設(shè)計參數(shù)對結(jié)果的影響分析
    2.3 小結(jié)
3 數(shù)值計算方法
    3.1 研究對象
    3.2 數(shù)值計算方法
        3.2.1 控制方程
        3.2.2 湍流模型
        3.2.3 計算方法
        3.2.4 邊界條件
        3.2.5 網(wǎng)格劃分
    3.3 網(wǎng)格無關(guān)性檢驗
    3.4 小結(jié)
4 液力渦輪基本流場結(jié)構(gòu)分析
    4.1 渦輪基本流動參數(shù)
    4.2 靜葉葉柵流場結(jié)構(gòu)
    4.3 動葉葉柵流場結(jié)構(gòu)
    4.4 流動損失
    4.5 小結(jié)
5 液力渦輪葉尖間隙對渦輪流場的影響
    5.1 帶葉尖間隙渦輪的流動結(jié)構(gòu)
        5.1.1 間隙泄漏流動基本特征
        5.1.2 葉尖間隙區(qū)流動分析
        5.1.3 渦系結(jié)構(gòu)發(fā)展
        5.1.4 流動損失分析
    5.2 葉尖間隙大小對渦輪內(nèi)部流動的影響
        5.2.1 葉尖間隙大小對渦輪總體性能的影響
        5.2.2 間隙泄漏流量分析
        5.2.3 間隙區(qū)流動結(jié)構(gòu)分析
        5.2.4 流動損失分析
    5.3 小結(jié)
6 變工況特性研究
    6.1 液力渦輪的動力特性曲線
    6.2 間隙流動結(jié)構(gòu)分析
    6.3 采用不同流動工質(zhì)時的差異
    6.4 小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[4]大推力液體火箭發(fā)動機研究[J]. 譚永華.  宇航學(xué)報. 2013(10)
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[6]不同沖角下有葉頂間隙的渦輪葉柵拓撲與旋渦結(jié)構(gòu)[J]. 顏培剛,王祥鋒,韓萬金.  實驗流體力學(xué). 2012(03)
[7]葉尖間隙高度對某高壓渦輪級損失分布的影響[J]. 王大磊,樸英.  航空動力學(xué)報. 2012(01)
[8]軸流式水輪機間隙流動分析[J]. 韓秀麗,劉萬江,張樂福.  大電機技術(shù). 2009(03)
[9]液氧/煤油發(fā)動機煤油預(yù)壓渦輪泵技術(shù)[J]. 李向陽,王曉鋒,宣統(tǒng),苗旭升.  火箭推進. 2009(01)
[10]間隙高度對渦輪葉頂間隙流動的影響[J]. 牛茂升,臧述升,黃名海.  工程熱物理學(xué)報. 2008(06)

碩士論文
[1]軸流定槳式水輪機輪緣間隙對轉(zhuǎn)輪性能影響的分析研究[D]. 王巖.蘭州理工大學(xué) 2008
[2]火箭發(fā)動機變螺距誘導(dǎo)輪預(yù)壓渦輪泵技術(shù)研究[D]. 李向陽.西安電子科技大學(xué) 2007



本文編號：3653251