[發明專利]一種低比轉速降噪圓柱葉片

在審

• 申請號: 201810989808.5
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109268192A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 王維軍;劉敏
• 申請（專利權）人: 江蘇大學鎮江流體工程裝備技術研究院;江蘇大學
• 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

一種低比轉速降噪圓柱葉片，主要應用于離心泵低比轉速圓柱葉片。低比轉速葉輪揚程高，流量小，效率較低，同時由于過流面積的擴散容易發生流動分離，形成較為強烈的渦流的形成及耗散，誘導壓力脈動，水力噪聲較大，在小流量工況條件下尤為明顯。在本發明中，采用通過鷹翅膀的生物學特性對葉片表面進行優化，借鑒鷹翅膀上的條紋狀的溝槽凹凸結構來改變圓柱葉片的表面光滑形狀，以條紋溝槽凹凸結構起到導流作用，將通過葉片表面的無規律的湍流改變為規律的湍流，進而減少葉片表面的渦流脫離而激發的壓力脈動和渦流噪聲。

技術領域

本結構設計應用領域為葉片式水力旋轉機械的葉片表面降噪優化，具體針對于低比轉 速葉輪圓柱葉片。

背景技術

低比轉速葉輪的揚程高，流量小，效率較低，同時由于過流面積的擴散容易發生流動 分離，形成較為強烈的渦流的形成及耗散，誘導壓力脈動，從而造成較為強烈的水力噪聲， 同時也會帶來能量的損耗，進而造成一定的水力損失，對葉輪的工作效率也有一定的降低， 這些現象在小流量工況下尤為明顯。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述現有的技術不足，提供一種低比轉速圓柱葉片表面優化 結構設計方法。本發明所提供的鷹翅膀仿生結構，可在生產成本增加的不多的情況下，很 有效果地改善低比轉速離心泵的水力性能和噪聲優化。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：一種低比轉速降噪圓柱葉片，包括基礎低比轉速圓柱葉片，在基礎的圓柱葉片表面加以尺寸與鷹翅膀上的條紋結構參數匹配的若干個條紋狀結構。

以上述的條紋狀結構間隔性地對葉片進行與鷹翅膀溝槽凹凸結構相關參數匹配的深 度的切削，從而在葉片表面形成有間隔性的溝槽凹凸結構。

本發明的原理是:通過在低比轉速圓柱葉片表面增加條紋狀凹凸結構來改善流體在葉 片表面的流動情況，從而降低噪聲，提高水力性能。相對于原葉片，仿生優化后的葉片表 面具有非光滑形態，并且這些結構的走向和水在葉片表面的流動方向一致，這種條紋狀結 構可以改變葉片表面流體的流動狀態，起到導流作用，促使葉片表面的流體從紊流狀向層 流狀轉變，進而減小了紊流氣體產生的渦流噪聲和脈動壓力噪聲。

附圖說明

圖1是本發明中在具體實施案例中所用的基礎低比轉速圓柱葉輪三維圖；

圖2是本發明在具體實施中的三維效果示意圖；

圖3本發明在具體實施之后的三維效果圖的局部放大示意圖；

圖4是本發明在具體實施之后的其中一個葉片的立體示意圖；

圖5是本發明在具體實施之后的其中一個葉片的軸面橫截面的二維圖以及軸面投影示意圖。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創新特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合 附圖和具體實施例進一步闡述本發明。

實施例1：例1的基礎圓柱葉片如圖1的三維圖所示，根據計算測量可得該基礎葉片的面積S＝15000mm²。

鷹翅膀上的條紋形狀參數具體如表1所示

表1

根據幾何相似的原理，得出以下幾個公式:

式中：

S-葉片的表面面積(mm²)

H-葉片表面條紋切削的的高度(mm)

B-葉片表面條紋切削的寬度(mm)