诱导轮内部低温流体非定常空化流动及其不稳定现象研究

摘要

现在热门的航天领域，为了提高液体火箭涡轮泵的抗空化性能，常在其前加装诱导轮。为了研究诱导轮内部低温流体的非定常空化流动及其不稳定现象,针对液氮在空化数为0.059,流量系数为0.082工况下的诱导轮流场进行数值仿真.主要针对诱导轮内部中的回流涡空化、轮毂空化和旋转空化进行了分析:回流涡空化和轮毂空化具有相同的旋转频率和旋转方向,故猜测这两种空化流动现象是由于同一种原因产生,即间隙泄露,向前发展形成回流涡空化,向轮毂发展形成轮毂空化.通过对径向力和叶片空穴面积进行傅里叶变换分析后发现,径向力的变化和旋转空化有着密切的联系:6Hz是入口质量流量的变化频率,主要影响径向力的大小;43Hz和89Hz是旋转空化,主要影响影响诱导轮径向力的方向,从而产生剧烈的径向振动,其中89Hz的超同步旋转空化对径向力的大小要大于43Hz的次同步旋转空化.