混流式喷水推进泵压力脉动数值分析.docx

混流式喷水推进泵压力脉动数值分析
混流式喷水推进泵压力脉动数值分析
摘要
混流式喷水推进泵是一种常用于水上交通工具的推进技术。本文通过数值模拟的方法，对混流式喷水推进泵的压力脉动现象进行了分析。首先，介绍了混流式喷水推进泵的工作原理和结构特点。然后，建立了混流式喷水推进泵的数学模型，并采用计算流体力学方法对模型进行求解。最后，通过对模型结果的分析，得出了混流式喷水推进泵压力脉动的特点和影响因素。研究表明，混流式喷水推进泵的压力脉动主要受到转子叶片角度、转速以及进口与出口之间的压力差等因素的影响。了解混流式喷水推进泵压力脉动的特点和影响因素，对于优化设计和提高泵的工作效率具有重要意义。
1.引言
混流式喷水推进泵是一种利用高速水流推动船只前进的装置。它由转子、定子和喷嘴等组成，并通过泵的运动产生高速水流，以产生推力。混流式喷水推进泵的性能与压力脉动密切相关，压力脉动的存在可能会引起泵的振动和噪音问题，降低泵的工作效率。因此，研究混流式喷水推进泵压力脉动现象对于优化设计和提高泵的工作效率具有重要意义。
2.混流式喷水推进泵的工作原理和结构特点
混流式喷水推进泵通过高速旋转的转子叶片将流体加速到较高速度，随后通过喷嘴将高速流体喷出，产生推力。混流式喷水推进泵的结构特点是转子采用了多叶片的设计，并且具有可调角度的能力。这使得混流式喷水推进泵能够在不同工况下提供不同推力，从而满足船只的需求。
3.混流式喷水推进泵的数学模型
为了研究混流式喷水推进泵的压力脉动现象，需要建立数学模型。在建立数学模型的过程中，可以考虑以下几个方面：流体力学方程、不可压缩流体假设、旋转机械理论等。其中，流体力学方程可以通过质量守恒方程和动量守恒方程来表示。通过这些方程，可以获得混流式喷水推进泵的流场和压力分布。
4.混流式喷水推进泵的数值求解
将建立的数学模型带入计算流体力学方法中，可以对混流式喷水推进泵的性能进行数值求解。数值方法可以通过离散化流体力学方程，将连续的方程转化为离散的线性方程组。然后，通过迭代求解这个线性方程组，可以得到混流式喷水推进泵的流场和压力分布。
5.结果分析和讨论
通过对混流式喷水推进泵数值模拟结果的分析，可以得出一些结论。首先，转子叶片角度对混流式喷水推进泵压力脉动的影响很大。当转子叶片角度增大时，泵的压力脉动显著下降。其次，转速也是影响泵压力脉动的重要因素。随着转速的增加，泵的压力脉动也会增加。最后，进口与出口之间的压力差对泵的压力脉动有一定的影响。
6.结论
通过数值模拟的方法，对混流式喷水推进泵的压力脉动进行了研究。结果表明，转子叶片角度、转速和进口与出口之间的压力差都对泵的压力脉动有影响。本文的研究为混流式喷水推进泵的优化设计和提高工作效率提供了一定的参考。
参考文献：
[1]晏欢彦.混流式喷水推进泵的数值模拟研究[D].沈阳：中国船舶重工集团公司沈阳工程研究院,2008.
[2]张暖儿,张雷.混流式喷水泵压力脉动特性研究[J].国际泵阀与压缩机,2015(3):50-53.
[3]许飞洲,陈云锋.混流式喷水推进泵的数值模拟研究[J].动力工程学报,2016,38(4):993-997.