10 kWe空间堆闭式布雷顿系统驱动单元设计

针对空间反应堆要求能量密度高和长寿命等特点,提出一种以气体箔片轴承作为支承,高效率径流式叶轮作为驱动的离心式压气机设计方案。以特定流量、压力、功率和效率作为设计依据,进行叶轮的气动设计,得到高效率压气机和高效率径流式涡轮模型。基于有限元法,对径向气箔轴承的顶箔变形分别采用欧拉梁和厚板模型进行表达,并结合Reynolds方程进行求解,厚板模型的计算结果准确反映了顶箔沿轴向的变形,由此得到的气膜厚度、气膜压力和承载力更加符合实际,在厚板模型基础上求得轴承动态刚度和阻尼系数更为合理。选取合理的轴承模型获取了转子系统的临界转速和闭式布雷顿系统的最低起飞转速,并由线性轴心轨迹得知转子系统在额定工况具有更好的稳定性。最后对止推箔片轴承的承载特性进行了分析,提出了装配注意事项,为10 kWe空间堆闭式布雷顿系统驱动单元样机研制提供了理论指导。

入口安放角对诱导轮汽蚀性能的影响

为了研究入口安放角对诱导轮汽蚀性能的影响,基于仿真计算和试验方法,采用SST k-ω湍流模型和Schnerr-Sauer汽蚀模型,针对入口安放角不同的5个诱导轮模型进行三维数值仿真计算,并通过与水工质试验结果进行比较,验证了仿真计算结果的准确性,对比分析了诱导轮汽蚀特性曲线及汽蚀发生时内部流场的发展变化过程。结果表明:增大入口安放角,诱导轮在较大的入口压力下开始发生汽蚀,但汽蚀区域发展较慢,诱导轮扬程曲线下降斜率较小,诱导轮可以在更宽的入口压力范围内工作。