【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及航空動力裝置燃油控制系統，尤其是指一種航空燃油離心泵抗汽蝕特性分析方法。
技術介紹
1、航空燃油離心泵常作為動力裝置燃油控制系統增壓泵，其工作的環境壓力、溫度條件更加惡劣，這就要求航空燃油離心泵需具備良好、可靠的抗汽蝕性能，避免飛行過程中由于油箱負壓、油箱或管路進氣、管路存在異物部分堵塞等異常情況引起泵內嚴重汽蝕或供油中斷，保障燃油泵在惡劣工況下維持供油的能力，提升飛行任務的安全性。
2、目前，航空工業中通常采用高空性能試驗、汽蝕試驗兩項試驗考核項目對燃油離心泵進行汽蝕性能驗證，兩項試驗均基于航空工業標準中的航空動力裝置燃油泵汽蝕持久性試驗方法(hb?6171)開展，該標準來源于國際汽車工程師協會標準arp?492，其目的是考核燃油離心泵工作能力能否滿足動力裝置型號規范所規定的進口條件，無法定量的衡量與評價燃油離心泵的抗汽蝕性能，更不能獲得離心泵在不同進口條件下對應增壓供油性能的變化規律，制約了高抗汽蝕性能離心泵的設計能力提升和經驗數據積累。
3、除上述環境壓力、溫度條件惡劣，航空領域對于產品輕量化設計要求高，導致燃油泵通常工作在高轉速、大流量條件，加劇汽蝕風險。因此開展航空燃油離心泵汽蝕性能分析尤為重要。
4、因此，亟需提供一種準確、快速的航空燃油離心泵抗汽蝕特性分析方法。
技術實現思路
1、為此，本專利技術提供一種航空燃油離心泵抗汽蝕特性分析方法，能夠自動化的實現不同進口條件下燃油離心泵性能數值模擬，完成必需汽蝕余量(npshr
2、為解決上述技術問題，本專利技術提供一種航空燃油離心泵抗汽蝕特性分析方法，包括：
3、獲取燃油離心泵的三維結構；
4、根據所述三維結構，得到所述燃油離心泵的流體域結構；
5、通過仿真分析平臺，根據所述流體域結構建立瞬態仿真模型，并進行燃油離心泵外特性的瞬態仿真，得到數值模擬結果，根據所述數值模擬結果修正所述瞬態仿真模型；
6、根據所述瞬態仿真模型，獲取裝置汽蝕余量與泵揚程的關系曲線，根據所述關系曲線確定燃油離心泵的汽蝕余量；
7、根據所述燃油離心泵的汽蝕余量，得到燃油離心泵發生汽蝕時的進口總壓并作為進口邊界，再次根據所述瞬態仿真模型進行離心泵抗汽蝕特性的分析。
8、在本專利技術的一種實施方式中，根據所述三維結構，得到所述燃油離心泵的流體域結構，包括：
9、根據所述三維結構，在三維軟件中抽取流場的計算流體區域，得到流體域結構，所述流體域結構包括進口靜態區域、轉子旋轉區域和出口靜態區域。
10、在本專利技術的一種實施方式中，通過仿真分析平臺，根據所述流體域結構建立瞬態仿真模型，包括：
11、將所述流體域結構導入cfd仿真分析平臺；
12、在所述cfd仿真分析平臺中完成包括對所述流體域結構尺寸縮放、流體區域切分和進口、出口邊界命名的操作，將所述轉子旋轉區域分別與所述進口靜態區域和所述出口靜態區域分開；
13、對所述流體域結構進行非結構笛卡爾網格劃分以及局部網格加密；
14、實現所述進口靜態區域、所述轉子旋轉區域和所述出口靜態區域之間交互面的設置，建立不同流體區域的信息交互通道；
15、設置計算流體域物理性質；
16、引入全空化理論公式，設置溶解氣體質量分數2.3×10-5；
17、引入離心泵計算模板，瞬態仿真的實現方法為動網格方法，設置仿真時間步長、總時間和各仿真時間步之間的迭代次數，設置滑移網格轉向和轉速；
18、完成邊界條件設置，進口為壓力邊界條件，出口為流量邊界條件。
19、在本專利技術的一種實施方式中，設置計算流體域物理性質，包括：
20、工作介質設置為航空噴氣燃料，介質溫度設置為20℃，介質黏度設置為0.0011538pa·s，密度設置為780kg/m3，飽和蒸汽壓設置為4250pa，介質彈性模量設置為1.077gpa，蒸汽分子質量設置為141g/mol。
21、在本專利技術的一種實施方式中，還包括：
22、獲取燃油離心泵的額定轉速、典型工況流量，根據npshr理論計算公式，計算額定轉速、典型流量工況條件下的汽蝕余量，以為汽蝕特性仿真的邊界條件設置確定初值。
23、在本專利技術的一種實施方式中，根據所述數值模擬結果修正所述瞬態仿真模型，包括：
24、將所述數值模擬結果與試驗測試數據比較，驗證瞬態仿真方法的準確性；
25、所述數值模擬結果與試驗測試數據最大相對誤差在置信區間內，進行后續汽蝕特性的仿真分析，否則，修正所述瞬態仿真模型。
26、在本專利技術的一種實施方式中，所述裝置汽蝕余量根據下述公式確定：
27、
28、式中：
29、npsha為裝置汽蝕余量；
30、p1為燃油離心泵進口總壓；
31、pv為燃油在工作溫度時的飽和蒸汽壓；
32、ρ為燃油的密度。
33、在本專利技術的一種實施方式中，根據所述關系曲線確定燃油離心泵的汽蝕余量，包括：
34、取泵揚程下降3％對應的裝置汽蝕余量作為燃油離心泵的汽蝕余量。
35、在本專利技術的一種實施方式中，再次根據所述瞬態仿真模型進行離心泵抗汽蝕特性的分析，包括：
36、通過后處理，分析流場內部發生汽蝕時氣泡體積分數場的時序變化規律。
37、在本專利技術的一種實施方式中，再次所述根據瞬態仿真模型進行離心泵抗汽蝕特性的分析，還包括：
38、通過后處理，采用空泡潰滅時的沖擊能量衡量汽蝕破壞強度。
39、本專利技術的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：
40、本專利技術所述的一種航空燃油離心泵抗汽蝕特性分析方法，以航空動力裝置燃油離心泵為研究對象，采用基于cfd的方法研究泵的汽蝕特性。首先，通過理論計算和批處理自動化的數值模擬方法對泵的必需汽蝕余量(npshr)進行預測，不同進口邊界條件設置及對應數值計算過程無需人為參與；進而選取典型工況開展瞬態流場仿真，得到氣泡體積分數場的時序變化規律，捕捉氣泡初生、發展和潰滅的整個演進過程；基于仿真分析結論，指出產品結構中易發生汽蝕破壞的區域；仿真分析得到易發生汽蝕破壞的區域與燃油離心泵汽蝕持久性考核試驗后出現疲勞點蝕的位置高度符合，表明本專利技術建立的數值計算方法和提出的抗汽蝕特性分析方法具有一定的工程實踐價值。
41、本專利技術通過基于matlab代碼自動化生成不同進口壓力條件的仿真工程文件，無需頻繁手動修改進口壓力數值和另存副本；同時，能夠采用批處理調用的方法實現仿真文件自動進行性能仿真，過程無需人為參與，效率大幅提升，能夠快速獲取燃油離心泵揚程和npsha性能。
42、本專利技術根據揚程和npsha關系曲線，提取npshr，識別燃本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種航空燃油離心泵抗汽蝕特性分析方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種航空燃油離心泵抗汽蝕特性分析方法，其特征在于，根據所述三維結構，得到所述燃油離心泵的流體域結構，包括：
3.根據權利要求2所述的一種航空燃油離心泵抗汽蝕特性分析方法，其特征在于，通過仿真分析平臺，根據所述流體域結構建立瞬態仿真模型，包括：
4.根據權利要求3所述的一種航空燃油離心泵抗汽蝕特性分析方法，其特征在于，設置計算流體域物理性質，包括：
5.根據權利要求3所述的一種航空燃油離心泵抗汽蝕特性分析方法，其特征在于，還包括：
6.根據權利要求1所述的一種航空燃油離心泵抗汽蝕特性分析方法，其特征在于，根據所述數值模擬結果修正所述瞬態仿真模型，包括：
7.根據權利要求1所述的一種航空燃油離心泵抗汽蝕特性分析方法，其特征在于，所述裝置汽蝕余量根據下述公式確定：
8.根據權利要求1所述的一種航空燃油離心泵抗汽蝕特性分析方法，其特征在于，根據所述關系曲線確定燃油離心泵的汽蝕余量，包括：
9.根據權利要求1所
10.根據權利要求1或9所述的一種航空燃油離心泵抗汽蝕特性分析方法，其特征在于，再次所述根據瞬態仿真模型進行離心泵抗汽蝕特性的分析，還包括：
...【技術特征摘要】
1.一種航空燃油離心泵抗汽蝕特性分析方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種航空燃油離心泵抗汽蝕特性分析方法，其特征在于，根據所述三維結構，得到所述燃油離心泵的流體域結構，包括：
3.根據權利要求2所述的一種航空燃油離心泵抗汽蝕特性分析方法，其特征在于，通過仿真分析平臺，根據所述流體域結構建立瞬態仿真模型，包括：
4.根據權利要求3所述的一種航空燃油離心泵抗汽蝕特性分析方法，其特征在于，設置計算流體域物理性質，包括：
5.根據權利要求3所述的一種航空燃油離心泵抗汽蝕特性分析方法，其特征在于，還包括：
6.根據權利要求1所述的一種航空燃油離心泵抗汽蝕特...
【專利技術屬性】
技術研發人員：申文博，吳亮亮，申通，李昆，王子祥，
申請(專利權)人：中國航發控制系統研究所，
類型：發明
國別省市：
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