低汽蚀余量高速泵诱导轮研究

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1、第40卷第6期2014年12月火箭推进JOURNAL0FROCKETPROPULSl0NV01．40．№．6Dec．2014低汽蚀余量高速泵诱导轮研究侯杰，于海力，杨敏(北京航天动力研究所，北京100076)摘要：诱导轮是用来改善高速泵汽蚀性能的重要部件。为了研究诱导轮设计参数对高速泵汽蚀性能的影响，对一台卧式高速泵的诱导轮分别进行了3种方案的设计，并且对安装了每一种设计方案诱导轮的卧式高速泵都在试验室进行了相应的汽蚀试验，试验结果显示通过合理设计诱导轮参数可以显著提高高速泵的汽蚀性能。为了进一

2、步研究诱导轮内部液体的流动状态，采用雷诺时均方法，对诱导轮内部的流场进行数值模拟，研究了诱导轮叶片工作面上相对速度分布及压力分布情况。依据数值模拟和试验结果，提出了对于本结构的高速泵诱导轮设计时诱导论的扬程系数应小于0．15，进口液流冲角要在合理范围内选取，不能取值过小。在合理的设计条件下，高速泵配备相等螺距诱导轮可以达到优良的汽蚀性能。关键词：诱导轮；汽蚀性能；高速泵；进口液流冲角；扬程系数中图分类号：V434．21—34文献标识码：A文章编号：1672—9374(2014)06—0019二0

3、5Studyofinducersforlow—NPSHrhigh—speedpumpsHOUJie，YUHai-li，YANGMin(BeijingAerospacePropulsionIIlstitute，Beijing100076，China)Abs嘲：Theinducerisanimportantparttoimpr0VecaVitationperf．o咖anceofhigh—speedpuI】叩．h1ordertoresearchthee仃ectofthedesi印p删netersoft

4、heinduceroncaVitationpe响彻anceofhi曲一Speedpumps，threedesi盟schemesofiIlducerforahorizontalhi曲一speedp啪pweremaderespectiVely，andthenacorrespondingcaVitationexperimentwasperf．omedi11laboratoryforthehorizontalhigh-speedpumpwitheachdesignedinducer．Theexperim

5、entalresultsshowstllatcavitationpe墒n11anceofthehi曲一speedpumpcanberemarkablyimproVedifmepammetersoftheinducerarereasonablydesi印ed．111ordert0researchtheliquidnowstateintheinducer，themethodofRANSwasadoptedtosimulateintemalnowfieldintheinducernumerically

6、todetemlinetherelatiVeVeloc时dis仃ibutionandpressuredistributionont11eworkingfaceofinducer．ResultSofexperimentalresearchandnumericalcalculationsproVethattheheadcoemcientofthiskindofinducershouldbelessthan0．15andnuidinletan91eofattackshouldbereasonablya

7、djusted．Tllehi曲一speedpumpwithequalpitchinducerandrationaldesigncanobtainexcellentcavitation收稿日期：2014—05—20；修回日期：2014—07一12基金项目：中国航天科技集团公司支撑项目(201lJY01)作者简介：侯杰(1981一)，男，工程师，研究领域为高速泵和耐磨泵设计20火箭推进2014年12月ped．o珊ance．Kllywords：inducer；caVitationperfbmance；

8、hi曲一speedpump；nuidinletan91eofattack；headcoe伍cient0引言本文研究的高速泵为部分流泵，是一种小流量高扬程泵。与普通离心泵结构不同，这种高速泵一般采用开式叶轮，叶片为放射直叶片。由于配备增凛箱，目前高速泵的转数可达30000r／min，扬程可达2000m以上。在高速泵设计中，可以通过提高装置汽蚀余量，减少进口管路损失，合理设计叶轮结构以及提高叶轮人口前过流表面的精度和光洁度等方法改善高速泵的汽蚀性能。但目前来说，通过给高速泵配备合适的诱导轮来改善汽蚀