基于乏汽增压的水下半闭式循环动力系统研究

为提升水下涡轮机动力系统的深度适应性,提出2种半闭式循环动力系统构型方案,分别是基于乏气掺混冷凝与气液混合物分离后单相增压排放的分离增压方案以及基于乏气掺混冷凝与气液混合物直接增压排放的混合增压方案。建立了水下开式涡轮机动力系统与半闭式系统增压排放的理论计算模型,并通过计算流体力学方法加以验证。多工况性能分析结果表明:相比开式循环系统,半闭式系统在大航深工况下的燃烧室压力与燃气耗量显著降低,其在600 m工况下的燃气消耗量仅为开式动力系统的60%左右,在1000 m工况下的运行参数仅相当于开式系统200~300 m航深的水平。通过对比2种半闭式系统构型方案可知,压缩效率可对系统运行产生直接影响,较高的压缩效率可有效提升动力系统深度适应性能。