[發明專利]一種高效螺旋后掠軸流葉輪水力模型的設計方法

有效

• 申請號: 201710948115.7
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107762966B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 王俊華;白茂寧;尤保健
• 申請（專利權）人: 合肥凱泉電機電泵有限公司
• 主分類號: F04D29/18
• 分類號: F04D29/18
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

1.一種高效螺旋后掠軸流葉輪水力模型的設計方法，其特征在于，包括如下步驟，

1）、葉輪形狀采用后掠式的結構形式，葉片后掠角度在15°~30°范圍變化，翼型堆疊采用前緣堆疊，葉片前緣按等變角螺旋線規律變化，葉片按變環量分布規律設計；

；，式中：

—后掠角，度；

r₁—進口與輪轂相交流面半徑，單位：米；

r₂—進口與輪緣相交流面半徑，單位：米；

β—等角變化角度，單位：度；

r—流面半徑，單位：米；

θ—流面與進口邊交點的包角，單位：度；

2）、修正葉輪外徑：將輪轂形狀設計為錐形，外輪廓與導葉相適應，在保證汽蝕的前提下對葉輪外徑進行修正，采用增大輪轂比d_h/D方式，以滿足潛水軸流泵實際運行中性能參數，即按照比轉速ns對應的輪轂比d_h/D取值，并保證nD值范圍與比轉速ns范圍值對應：

，式中：

D—葉輪外徑，米；

d_h/D—葉輪輪轂比；

Q—流量，立方米每小時；

n—轉速，轉每分鐘；

3 ）、葉輪水力模型選取葉片數：在兼顧效率與汽蝕的前提下，選擇合理的葉柵稠密度，增加根部翼型長度，減小輪緣翼型長度，均衡各流面的能量轉換，保證葉片數z按照比轉速ns進行選取；

，式中：

l/t—葉柵稠密度；

r—流面半徑，單位：米；

H—揚程，單位：米；

n—轉速，單位：轉/每分鐘；

r—葉輪半徑，單位：米；

K—修正系數；

4 ）、葉片按變環量分布規律設計：將葉片總環量平均分配到每個葉片上，再按變環量分布規律將環量分配到每個流面上，使每個流面環量按一定規律沿徑向變化，使根部和外緣處葉片負載小，中間流面葉片負載大；

，式中：

K_j—環量分布系數；

r—流面半徑，單位：米；

R—葉輪半徑，單位：米；

5 ）、采用升力力法設計升阻比，并選用與所需升力系數相匹配的翼型加厚，選用NACA系列翼型本并對葉輪軸面投影圖進行前彎優化，前彎角度為8°~14°，找出最優角。