轮缘驱动泵喷推进器的螺旋桨性能优化方法

为得到适用于新型轮缘驱动泵喷推进器的螺旋桨,在传统泵喷推进器螺旋桨的基础上进行性能优化方法研究十分必要。利用CFD数值模拟方法对推进器进行水动力仿真,分别对比3个不同的螺旋桨孔径比和3种桨叶厚度分布方案对推进器敞水性能的影响。对比结果发现小孔径比对推进器敞水性能更为有利,其中0.1孔径比推进器比0.3孔径比推进器的敞水效率最大提升了3.25%。厚度反置导致轮缘驱动螺旋桨高半径处压力分布不均匀,扭矩大幅提升,敞水效率大幅降低。轮缘驱动螺旋桨的厚度越小,扭矩越低,敞水效率越高,其中方案C桨的扭矩比方案A最大降低了21.74%,敞水效率最大提升了12.9%。

船舶电力直驱推进装置状态监测和智能诊断

针对船舶电力直驱推进装置目前缺乏健康管理有效技术和方法的问题,本文以吊舱电力推进器和轮缘驱动推进器这2种典型电力直驱推进装置为对象,分析了推进装置的特点和主要零部件的失效模式。通过梳理电力推进装置各部件状态监测技术研究现状,归纳了各种智能故障诊断方法的研究进展和优缺点,并结合船舶电力直驱推进装置的特点,分析了目前该领域存在的问题并提出了具体的解决方案。研究表明:水润滑推力轴承、轮缘电机护套的故障模式和机理研究,传感技术的小型化、集成化、智能化,故障诊断模型向工业数据的外推等将是下一阶段的研究方向。

轮缘推进器叶梢间隙流动预报方法研究

为研究转子转速和进速系数对轮缘推进器间隙流道流量和轴向压差的影响,采用Fluent软件对轮缘推进器模型进行不同工况下的CFD计算。轮缘推进器叶梢间隙流场通过雷诺平均(RANS)方程计算,通过MRF方法模拟推进器转子的转动。针对推进器模型,先进行了推进器的敞水性能计算,并将计算结果与试验值比较,吻合较好。在此基础上,进一步分析了不同转速和不同进速系数下推进器间隙流道流量和轴向压差情况。研究结果表明:该方法可以准确地预报轮缘推进器叶梢间隙流道中的流体的流动。

水润滑可倾瓦推力轴承设计与性能分析

针对无轴轮缘驱动推进器对高承载、长寿命、低噪音水润滑推力轴承的需求,设计了一种阶梯橡胶垫支撑的水润滑可倾瓦推力轴承;应用流-固双向直接耦合分析方法,建立了轴承性能计算模型,研究了橡胶垫基体厚度、阶梯厚度、阶梯厚度比、阶梯宽度比和瓦面材料对推力盘轴向位移、最大水膜压力与水膜厚度的影响。研究结果表明:在载荷不变的情况下,推力盘轴向位移和橡胶垫最大应力与橡胶垫厚度和橡胶垫阶梯宽度比成正比;阶梯厚度比由2/2变成3/6时,最大水膜压力由1.10 MPa提高到1.32 MPa,平均水膜厚度由9.4μm增大到14.0μm,增幅分别为20.00%和48.94%,平均水膜厚度随最大水膜压力的增大而增大;橡胶垫阶梯厚度比为2/4,阶梯宽度比为16/20~20/16时,轴承综合性能较为理想;增大推力瓦面材料的弹性模量,有利于提高轴承的润滑性能,橡胶垫最佳阶梯宽度比随之增大。