论文摘要：多级泵级间导叶的设计与仿真

氢氧火箭发动机在航天领域有重要作用，而在氢氧火箭发动机中使用涡轮泵装置，可以降低推进剂储箱压力，降低发动机的结构质量，从而增加发动机的有效载荷，而且可以大幅度提高燃烧室压力，获得更好的燃烧性能，得到更高的比冲。氢氧发动机涡轮功率的80%左右消耗在液氢泵上，液氢泵一般是多级泵，级间导叶处损失占液氢泵总损失50%左右。因此降低级间导叶处损失可以有效提高氢氧发动机涡轮效率。 传统的手工设计导叶方法需要设计者有丰富的经验，因此各人设计的导叶也大相迳庭。本文将导叶设计方法用程序语言实现，验证了传统设计方法的可行性，同时用程序生成的导叶可供设计者参考。编制的计算程序可以通过用户输入各关键设计参数，计算出导叶型线的方程，导入三维建模软件可以获得导叶模型。为某氢氧火箭发动机多级液氢泵利用程序设计了一种径向式导叶，为该导叶流道建立三维模型，划分网格后进行数值仿真研究，仿真结果表明，该径向式导叶能实现收集上级叶轮流出液体并将其减速增压，使其以一定环量进入二次叶轮的作用，但在正导叶出口与环形空间连接处液流会产生冲击，在反导叶部分区域产生回流和涡旋。 流道式导叶的设计没有像径向式导叶那样完善的经验公式，本文在国内外研究基础上，提出四种流道式导叶设计思路。分别用四种方法对某氢氧火箭发动机多级液氢泵设计流道式导叶，建立流道模型后进行数值仿真研究，经过对比分析，最终获得最优流道式导叶结构。 本文最后部分为某诱导轮汽蚀实验台设置导叶装置。该导叶装置安放在诱导轮实验件后，实现将从诱导轮实验件流出的液体收集起来送入后面管路的作用。经过反复对比，最终选定叶片入口角40、出口角20的导叶，经过数值仿真，结果表明了设计导叶装置的合理性。

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