宽工作范围诱导轮空化不稳定及抑制

作     者：项乐 许开富 陈晖 谭永华 李雨濛 林荣浩 Xiang Le;Xu Kaifu;Chen Hui;Tan Yonghua;Li Yumeng;Lin Ronghao

作者机构：西安航天动力研究所西安710100 航天液体动力全国重点实验室西安710100 航天推进技术研究院西安710100 

基　　金：国家重大基础研究项目(621123) xxx稳定支持项目资助 

出 版 物：《力学学报》 (Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics)

年 卷 期：2024年第56卷第8期

页      码：2327-2337页

摘      要：涡轮泵是液体火箭发动机的心脏,在特定工况下其内部会发生空化不稳定现象,导致涡轮泵振动量级大幅增加,严重影响发动机整机工作可靠性.以决定涡轮泵抗空化能力的关键部件诱导轮为研究对象,利用空化可视化实验和数值仿真对其内部空化流动特性进行深入分析,获得60%~120%设计点流量范围完整空化性能曲线,提出一种基于壳体改进的旋转空化抑制措施,并揭示抑制机理.结果表明:该型诱导轮抗空化能力随流量降低逐渐增强,空化首先发生在泄漏涡中,随空化数降低,泄漏涡空化逐渐沿吸力面向下游发展,影响相邻叶片冲角,在小流量范围诱发显著的1.2倍叶轮转频超同步旋转空化现象,直至空化延伸至叶片流道出口,导致扬程断裂;在叶尖前缘壳体设置台阶不会影响诱导轮稳态空化性能,但会改变泄漏涡空化的发展规律,使其呈现向上游摆动的趋势,削弱对相邻叶片冲角的影响,实现对全流量范围旋转空化的有效抑制.文章研究对于降低涡轮泵振动量级,进一步提升液体火箭发动机工作可靠性有一定指导意义.

主 题 词：涡轮泵 空化不稳定 数值仿真 可视化实验 抑制技术 

学科分类：080703[080703] 080103[080103] 08[工学] 082502[082502] 080104[080104] 0807[工学-电子信息类] 081502[081502] 0815[工学-矿业类] 0825[工学-环境科学与工程类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.6052/0459-1879-24-084

馆 藏 号：203138929...