ตัวเหนี่ยวนำเพิ่มประสิทธิภาพปั๊มแรงเหวี่ยงป้องกันการเกิดโพรงอากาศ

ที่หัวใจของเครื่องปั๊มเทอร์บอัพของเครื่องยนต์ร็อคเก็ต ทุกเครื่องยนต์ ที่หมุนด้วยความเร็วสูงสุด ในสภาพที่ไม่ดีอยู่ส่วนที่ไม่คาดหวังนี้เป็นแนวแรกของการป้องกันต่อต้าน cavitation ปรากฏการณ์ที่อาจทําให้เครื่องยนต์หยุดทํางาน.

วงล้อ อุปสรรค์: ผู้ ปกป้อง การ กระชาก

ตั้งอยู่ที่ช่องเข้าแกนของหมุนปั๊มหลุดศูนย์กลาง ล้ออัดทําหน้าที่สําคัญของการเพิ่มหัวแรงดันในช่องเข้าการกระทํานี้อย่างมีประสิทธิภาพป้องกัน cavitation รุนแรงในระยะที่ต่อมาของปั๊ม, โดยเฉพาะอย่างยิ่งสําคัญเมื่อความดันเข้าใกล้ความดันควายของของเหลวที่สูบ

เป้าหมายการออกแบบหลักของล้อ induktor คือการปรับปรุงผลงานการดูดปั๊มให้ดีขึ้นอย่างมากในขณะที่ลดหรือกําจัด cavitation ในหมุนประสิทธิภาพของพวกเขาถูกวัดโดยใช้ปารามิเตอร์หลักสองตัว: ความเร็วเฉพาะในการดูด (Nss) และปริมาณการไหล (Φ) ความเร็วเฉพาะในการดูดที่สูงขึ้นแปลว่าความต้องการที่ต่ํากว่าหัวดูดบวกสะสม (NPSHR) ลดความต้องการในการกดความดันถังการเพิ่มประสิทธิภาพนี้มีข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอข้อเสนอ, อาจนําไปสู่อัตราการไหลที่ลดลง, ขนาดตัวผลักดันที่ใหญ่ขึ้น, หรือความเร็วหมุนที่สูงขึ้น

หลักเกณฑ์บรัมฟิลด์: การสมดุลผลงานและการไหล

มาตรฐาน Brumfield กําหนดความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างประสิทธิภาพการดูด (มีลักษณะโดยปารามิเตอร์ cavitation τ) และปริมาตรการระบายในการใช้งาน delta-v ที่สูง ที่มวลของยานปล่อยเป็นสิ่งสําคัญ, ถังเชื้อเพลิงความดันต่ําสามารถประหยัดน้ําหนักโครงสร้างที่สําคัญ. เครื่องยนต์ร็อกเก็ตที่ปั๊มป้อน ปกติจะรักษาความดันถังเชื้อเพลิงเพียง 1/10 ถึง 1/40 ของระบบป้อนแรงดัน.

ปริมาณ หมุน หมุน หมุน หมุน หมุน หมุน หมุน หมุน หมุน หมุนสถานการณ์ที่รุนแรงเหล่านี้ทําให้หมุนปั๊มอ่อนแอต่อการ cavitationซึ่งอาจทําให้การทํางานเสื่อมลงอย่างรุนแรง หรือแม้แต่ความล้มเหลวทางกล

การใช้งานของเครื่องผลักดันในการขับเคลื่อนร็อกเก็ต

ล้ออัดอัดอัดได้กลายเป็นอุปกรณ์มาตรฐานในเครื่องยนต์ร็อคเก็ตที่ใช้น้ํามันเหลว เช่นเดียวกับการใช้งานอื่น ๆ ที่ต้องการประสิทธิภาพการดูดสูงพวกมันให้ความมั่นคงในการส่งเชื้อเพลิงไปยังปั๊มหลัก, ป้องกันการลดประสิทธิภาพที่เกิดจากการหลุมหลุม หรือการล้มเหลวของเครื่องยนต์

สําหรับเชื้อเพลิงไครโอเจน เช่น ไดออกซิเจนเหลว (LOX) และไฮโดรเจนเหลว (LH2) ปริมาตรการออกแบบของเครื่องผลักดัน ‡ รวมถึงจํานวนใบไม้, คэффициентการไหล, คэффициентหัว, อัตราส่วนของฮับและความเร็วเฉพาะการดูด ✅ ผ่านการปรับปรุงอย่างละเอียดเพื่อตอบสนองความต้องการการดําเนินงานที่หลากหลายความหนาแน่นของไฮโดรเจนเหลวที่ต่ํามากทําให้เกิดปัญหาพิเศษ ซึ่งต้องการประสิทธิภาพการดูดที่สูงกว่า เพื่อหลีกเลี่ยงการหลุม

ความท้าทายในการออกแบบและการพัฒนาในอนาคต

วงล้อเครื่องยนต์นําเสนอการทุ่มเทที่ซับซ้อนระหว่างการแข่งขันเมตรการประกอบการการออกแบบเบาๆ ที่ทําให้อัตราการผลักดันต่อน้ําหนักสูงสุด ขณะที่รอดชีวิตจากอุณหภูมิสูงสุด, ความดัน และสภาพแวดล้อมที่กัดกรอง

ความก้าวหน้าในอนาคตอาจเน้นการปรับปรุงรูปทรงของใบ, วัสดุที่ก้าวหน้า และการกระจายสนามการไหลที่ดีขึ้นเพื่อเพิ่มผลงานและความน่าเชื่อถือไดนามิกของสารไหลที่ใช้คอมพิวเตอร์ และการผลิตสารเพิ่มเติม ทําให้การออกแบบที่ซับซ้อนมากขึ้น สามารถผลักดันขอบเขตของสิ่งที่เป็นไปได้ในเครื่องยนต์ทอร์โบ.

คณิตศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังการทํางานของเครื่องผลักดัน

ความเร็วเฉพาะการดูดที่ไม่มีมิติ (ωss):
สมการพื้นฐานนี้เกี่ยวข้องกับความเร็วมุม (ω), อัตราการไหล (Q), ความเร่งดันทางแรงโน้มถ่วง (g), NPSHR, ตัวประสานการไหล (φ), อัตราการสัมพันธ์คัน (ν),และพาราเมตร cavitation (τ) เพื่อระบุประสิทธิภาพการดูด.

ความเร็วเฉพาะของ Imperial Suction (Nss):
รูปแบบหน่วยธรรมดาของสหรัฐอเมริกาของด้านบน, ด้วยปัจจัยแปลง 2733.00 เชื่อมโยงมันกับรูปแบบที่ไม่มีมิติ

คออฟเฟกชั่นการไหล (φ):
กําหนดสัดส่วนระหว่างความเร็วแกน (Vaxial) และความเร็วปลายใบ (Utip) ซึ่งสามารถแสดงออกได้ในแง่ของอัตราการไหล, พื้นที่ไหล, และปริมาตรการหมุน

มาตรฐานบรัมฟิลด์
กําหนดความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์ cavitation (τ) และปริมาตรการระบายที่ดีที่สุด (φopt) ให้แนวทางสําคัญสําหรับการออกแบบที่ทนต่อ cavitation

รูปแบบคณิตศาสตร์เหล่านี้เป็นพื้นฐานทางทฤษฎีสําหรับการออกแบบและการปรับปรุงเครื่องผลักดัน ทําให้วิศวกรสามารถปรับแต่งส่วนประกอบให้เหมาะสมกับความต้องการการทํางานเฉพาะเจาะจง