射流控制水翼空化流动的多工况适应性研究

发布时间：2024-03-24 14:37

　　空化时常会使船舶推进器、泵、水轮机等水力机械部件产生噪声、振动和腐蚀,导致设备总体性能的大幅下降甚至破坏因此开展空化流动控制具有重要意义。借助高速全流场测试技术,获得NACA66(MOD)原始水翼及射流水翼表面的空化形态,研究射流控制参数对空化抑制的影响规律,分析主动射流在变工况下对空化流动控制的适应性。研究发现:在不同工况下主动射流均可以取得明显的空化抑制效果,当射流流量及射流位置不同时,空化流动控制效果不同。在云空化阶段,射流水孔与水翼前缘距离与弦长比值为0.19(H1模型)可以收到较好的空化抑制效果,且始终优于H2模型;而在片空化阶段,射流水孔与水翼前缘距离与弦长比值为0.45(H2模型)空化抑制效果更优。不同的射流流量系数可以实现对空化流场的主动控制,且存在最佳射流流量系数,使空化抑制效果最优。在给定射流位置(H1模型)和射流流量(流量系数为0.024 5)时,在空化不断发展过程中(0.83≤σ≤1.46),空化抑制效果较为稳定与实验获得最佳空化抑制有效性参数的偏差均在0.06以内,H1模型表现出良好的工况适应性,可实现多工况下空化的流动控制。

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【部分图文】：

图2水翼安放位置示意图Fig．2Schematicofhydrofoilplacement

孜恢煤蜕淞髁髁肯凳?肟栈?种菩?果之间的变化规律，确定在不同空化数下的空化抑制方案，使之具有更好的普适性。1实验设备与数据后处理1.1实验装置和模型本实验依托于北京理工大学流体机械研究所闭式空化水洞实验平台，空化水洞示意图如图1所示。空化水洞实验设备主要包括贮水池、轴流泵、电机、....

图3带射流孔水翼模型图Fig．3Hydrofoilmodelwithjetholes

实验段下方5m处，以提高轴流泵的抗空蚀性能。测试段上游布置有稳流除气罐，可以有效降低水中的游离型空泡，实验段下游安装有直角导流片和蜂窝器来减小水流的湍流度。真空泵通过导管与除气罐上方的密闭空腔连接来控制空化水洞系统中的真空度，控制范围是0～0.095MPa，控制精度等级为5%。本....

图4高速全流场系统Fig．4High-speedflowfielddisplaysystem

两种不同改型水翼的射流水孔与水翼前缘距离分别为X1=0.19C，X2=0.45C，射流孔数目为25，射流孔直径为1.4mm，相邻射流孔圆心之间距离为2.35mm。图3带射流孔水翼模型图Fig．3Hydrofoilmodelwithjetholes1.2数据采集和高速全流场系统非定....

图5图像处理方法Fig．5Imageprocessingmethod

数为5.1×105，通过调节水洞的真空度来调节空化数。实验过程中，调节空化水洞中轴流水泵转速的变频器的仪表精度为0.1Hz，空化水洞中来流压力测量精度为0.1kPa。具体参数的测量误差分别为:来流压力Δp0控制在±0.7kPa之间;饱和蒸汽压力Δpv控制在±0.192kPa之间;....

本文编号：3937599