[發(fā)明專利]一種波瓣式導(dǎo)管潮流渦輪及其設(shè)計(jì)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210087819.7
• 申請日: 2012-03-29
• 公開（公告）號: CN103362720A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周軍偉;王大政
• 申請（專利權(quán)）人: 周軍偉;王大政
• 主分類號: F03B3/12
• 分類號: F03B3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種波瓣式導(dǎo)管潮流水平軸渦輪，其特征在于由導(dǎo)管與渦輪葉輪組成，導(dǎo)管由工作段與擴(kuò)張段兩段組成，工作段為直管，擴(kuò)張段為波瓣型管道；定義導(dǎo)管擴(kuò)張段長度為L，工作段長度為L_d，內(nèi)壁半徑為r_d，壁厚為t；工作段長度與內(nèi)壁半徑存在關(guān)系L_d=α_L??r_d，壁厚與內(nèi)壁半徑之間存在關(guān)系?t=α_t?r_d，內(nèi)壁半徑根據(jù)設(shè)計(jì)功率P及潮流速度v_∞確定，可以表示為r_d=α_P?；導(dǎo)管三維幾何坐標(biāo)可表示為：x(z,θ)=r(z,θ)?cosθ，y(z,θ)=r(z,θ)?sinθ，式中θ為不同軸向位置截面上的角坐標(biāo)，取值范圍為0~2π，z為軸向坐標(biāo)，取值范圍為0~L，r(z,θ)為不同軸向坐標(biāo)及角坐標(biāo)下的半徑，其表達(dá)式為r(z,θ)={r_min(z)+[r_max(z)-r_min(z)]??[0.5+0.5sin(N_L?θ)]}，式中N_L為波瓣數(shù)目，為整數(shù)，r_min(z)、r_max(z)分別為不同軸向位置上波瓣形截面的最小半徑與最大半徑，其表達(dá)式為r_min(z)=?r_d+(r_w,min-r_d)?(z/L)³，r_max(z)=?r_d+(r_w,max-r_d)?(z/L)³，式中r_w,min與r_w,max分別為波瓣導(dǎo)管出口的最小半徑與最大半徑，r_d、r_w,min、r_w,max三者之間滿足關(guān)系r_w,min=α_min?r_d，r_w,max=α_max?r_d；渦輪設(shè)計(jì)：渦輪葉輪位于工作段中部，葉輪中心至工作段兩端的距離分別為L₁、L₂，L₁、L₂與r_d之間滿足關(guān)系L₁>α₁?r_d、L₂>α₂?r_d，渦輪葉輪單個(gè)葉片的水動力設(shè)計(jì)參數(shù)包括弦長c(h)與螺距角β(h)沿葉片長度h的變化曲線，h定義為該位置距離葉輪軸線的長度，其中,式中B為葉輪的葉片數(shù)目，C_L為所選構(gòu)成葉片的翼型的升力系數(shù)，λ為葉輪的設(shè)計(jì)速比，表示為λ=ω?r_d/v_∞，式中ω為葉輪轉(zhuǎn)速，η_Ek為渦輪的動能轉(zhuǎn)化率，η_FP為導(dǎo)管的流通率，螺距角β(h)=arctan[ω?h/(v_∞?η_FP)]-AOA，式中AOA為所選構(gòu)成葉片的翼型的攻角。

2.如權(quán)利要求1所述，α_L取值范圍為2.0~3.0，α_t取值范圍為0.05~0.1，α_P取值0.026，波瓣數(shù)目N_L取值范圍為6~15，α_min取值范圍為0.9~1.1，α_max取值范圍為1.8~2.2，α₁取值0.25，α₂取值0.25，導(dǎo)管流通率η_FP取值1.4，渦輪動能轉(zhuǎn)化率η_Ek取值1.0。