液体火箭发动机离心泵受过载变化的影响研究

摘要

运载火箭在飞行过程中存在较大的过载变化,液体火箭发动机离心泵入口压力也会相应变化.为分析清此情况下离心泵瞬态气蚀流场特性与稳态气蚀流场特性的区别,从气蚀模型的角度出发,采用了一种基于Rayleigh-Plesset气蚀模型的仿真方法.通过对Rayleigh-Plesset方程进行数值求解,理论上分析了离心泵非稳态流场与稳态流场气蚀特性的区别,之后对离心泵诱导轮建立了三维模型,分别应用基于Rayleigh-Plesset气蚀模型的非稳态仿真方法与稳态仿真方法,求解了不同入口压力下的瞬态流场与稳态流场离心泵诱导轮内气相体积分数的数值.仿真结果表明,同一入口压力下瞬态流场的气相体积要低于稳态流场,稳态流场的气蚀程度要重于瞬态流场;且气相体积分数的差值随着入口压力变化率的增大而加大,二者气蚀程度的区别也随之变大.