[發(fā)明專利]反轉(zhuǎn)式水泵水輪機(jī)、包括其的自發(fā)電系統(tǒng)及反轉(zhuǎn)式水泵水輪機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480082122.8
• 申請(qǐng)日: 2014-10-14
• 公開（公告）號(hào): CN107076162B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金珍赫;崔泳錫;金峻亨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 韓國生產(chǎn)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): F04D29/24
• 分類號(hào): F04D29/24;F04D13/04
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 宋融冰

本發(fā)明提供反轉(zhuǎn)式水泵水輪機(jī)，本發(fā)明例示性實(shí)施例的反轉(zhuǎn)式水泵水輪機(jī)以水輪機(jī)模式進(jìn)行工作，上述反轉(zhuǎn)式水泵水輪機(jī)包括：第一葉輪，包括多個(gè)第一葉片；以及第二葉輪，以與上述第一葉輪隔開規(guī)定距離的方式配置，上述第二葉輪包括多個(gè)第二葉片，上述反轉(zhuǎn)式水泵水輪機(jī)的特征在于，上述第一葉片的輪轂輪廓與基準(zhǔn)葉片的角度之差(β_F)為﹣6度以上且2度以下(但不包括0度)，上述第二葉片的輪轂輪廓與基準(zhǔn)葉片的角度之差(β_R)為﹣2度以上且8度以下(但不包括0度)，通過使用B?樣條曲線來從上述第一葉輪及第二葉輪的輪轂至葉尖進(jìn)行插補(bǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及反轉(zhuǎn)式水泵水輪機(jī)、包括其的自發(fā)電系統(tǒng)及反轉(zhuǎn)式水泵水輪機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

近幾年，對(duì)用于在水力、風(fēng)力、太陽光、海洋等自然中有效提取可再生能源資源的自發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)注度日益增加。

但是，由于天氣急劇發(fā)生變化等因素，從而難以通過從天然資源中提取可再生能源來供給穩(wěn)定的電力。

為了有效解決如上所述的問題，自發(fā)電系統(tǒng)試圖通過使用抽水泵用反轉(zhuǎn)水泵水輪裝置來實(shí)現(xiàn)電力的穩(wěn)定化。

但是，以往的抽水泵用反轉(zhuǎn)水泵水輪機(jī)裝置存在因逆流而造成流體力學(xué)性能下降的問題。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

本發(fā)明一實(shí)施例的目的在于，提供可通過減少逆流來改善流體力學(xué)性能的反轉(zhuǎn)式水泵水輪機(jī)及其優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

解決問題的方案

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，本發(fā)明提供反轉(zhuǎn)式水泵水輪機(jī)，以水輪機(jī)模式進(jìn)行工作，上述反轉(zhuǎn)式水泵水輪機(jī)包括：第一葉輪，包括多個(gè)第一葉片；以及第二葉輪，以與上述第一葉輪隔開規(guī)定長度的方式配置，上述第二葉輪包括多個(gè)第二葉片，上述反轉(zhuǎn)式水泵水輪機(jī)的特征在于，上述第一葉片的輪轂輪廓與基準(zhǔn)葉片的角度之差β_F為﹣6度以上且2度以下(但不包括0度)，上述第二葉片的輪轂輪廓與基準(zhǔn)葉片的角度之差β_R為﹣2度以上且8度以下(但不包括0度)，通過使用B﹣樣條(B-Spilne)曲線來從上述第一葉輪及第二葉輪的輪轂至葉尖進(jìn)行插補(bǔ)，上述基準(zhǔn)葉片為在以美國國家航空咨詢委員會(huì)(NACA)4409水翼(hydrofoil)來定義之后，為了改善水泵性能而使用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)來對(duì)數(shù)值進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，由此滿足下表的葉片，在下表中，β_d1為第一葉片的入口角度，β_d2為第一葉片的出口角度，β_d3為第二葉片的入口角度，β_d4為第二葉片的出口角度：

另一方面，上述β_F、β_R能夠同時(shí)滿足6.50KW≤P₁₁≤6.94KW及0.85≤η≤0.87，在此情況下，P₁₁＝P/(D^2×H^3/2)＝﹣0.6689+0.6072β_F﹣0.4222β_R+0.0354β_Fβ_R+0.1139β_F²+0.1714β_R²，η＝P/(ρgQH)＝﹣0.8586﹣0.0126β_F﹣0.0152β_R﹣0.0072β_Fβ_R+0.0154β_F²+0.0139β_R²

P₁₁＝水輪機(jī)功率，η＝水輪機(jī)效率，P＝輸出電力，D＝水輪機(jī)直徑，H＝水輪機(jī)水頭，ρ＝密度，g＝重力加速度，Q＝體積流量。