孫華偉 易曉紅 趙景剛

【摘 要】為提高燃油引射泵的效率，本文應(yīng)用CFD流體仿真軟件對(duì)某型引射泵的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析了喉嘴距這一重要結(jié)構(gòu)參數(shù)變化時(shí)對(duì)引射泵性能的影響。通過計(jì)算不同喉嘴距下引射泵的性能參數(shù)，分析其效率曲線，得出引射泵設(shè)計(jì)的最優(yōu)喉嘴距。同時(shí)將仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，給出合理的結(jié)論，為今后設(shè)計(jì)高效率的引射泵提供理論依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】引射泵 喉嘴距 效率 仿真 試驗(yàn)驗(yàn)證

引射泵是一種利用射流紊動(dòng)擴(kuò)散來傳遞能量和質(zhì)量的流體機(jī)械和混合反應(yīng)設(shè)備[1]。由于其本身沒有運(yùn)動(dòng)部件，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封性好、可靠性高、加工容易和便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，在飛機(jī)燃油系統(tǒng)也有著廣泛的運(yùn)用。然而，相比較燃油離心泵，引射泵內(nèi)部流動(dòng)復(fù)雜，整體效率偏低，在整個(gè)燃油系統(tǒng)中重要度不高。為提高引射泵在燃油系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值，需要對(duì)引射泵內(nèi)部流場(chǎng)作進(jìn)一步研究。

引射泵的內(nèi)部流體流動(dòng)屬于高雷諾數(shù)的強(qiáng)剪切湍流射流，流場(chǎng)非常復(fù)雜，傳統(tǒng)試驗(yàn)方法很難精確測(cè)量。近年來，一些學(xué)者利用CFD流體仿真軟件對(duì)引射泵內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬[2-3]，研究表明結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)引射泵的性能有很大的影響，而喉嘴距是其中的關(guān)鍵因素，存在最優(yōu)喉嘴距。但不同文獻(xiàn)給出的最優(yōu)喉嘴距的范圍不盡相同：胡湘韓認(rèn)為喉嘴距最優(yōu)范圍為（0～2）倍噴嘴直徑長(zhǎng)度之間[4]；陸宏圻則認(rèn)為最優(yōu)喉嘴距范圍在（0.5～1）倍喉管直徑長(zhǎng)度之間[1]； 機(jī)械工程手冊(cè)中則推薦喉嘴距最優(yōu)范圍為（0.5～1）倍噴嘴直徑長(zhǎng)度之間。眾多文獻(xiàn)之間存在差異，而且缺乏試驗(yàn)驗(yàn)證。尤其是燃油引射泵，其工作介質(zhì)物理特性與水有著顯著差異，更需要對(duì)最優(yōu)喉嘴距的選取范圍進(jìn)行深入研究。

因此，本文采用數(shù)值模擬和試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法來研究引射泵的喉嘴距對(duì)其性能的影響，并給出合理的最優(yōu)喉嘴距范圍，從而優(yōu)化引射泵的結(jié)構(gòu)形式，提高其工作效率，對(duì)引射泵的進(jìn)一步發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。