[發(fā)明專利]一種啟動瞬態(tài)性能優(yōu)化的葉片設(shè)計方法及其設(shè)計的葉片泵

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210832741.0
• 申請日: 2022-07-14
• 公開（公告）號: CN115199583A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚磊;魯陽平;馬燦;茍金瀾
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學
• 主分類號: F04D29/18
• 分類號: F04D29/18;G06F30/17;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 李雪靜

1.一種啟動瞬態(tài)性能優(yōu)化的葉片設(shè)計方法，其特征在于，所述葉片具有葉片進口邊和葉片出口邊，所述葉片被構(gòu)造為在所述葉片進口邊上任意一點的沖角的大小不相同。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的啟動瞬態(tài)性能優(yōu)化的葉片設(shè)計方法，其特征在于，所述葉片進口邊上任意一點的沖角大小，與該點距離所述葉片進口邊的端部的長度和所述葉片進口邊的長度之比滿足三次函數(shù)的分布規(guī)律。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的啟動瞬態(tài)性能優(yōu)化的葉片設(shè)計方法，其特征在于，所述葉片進口邊上任意一點的沖角大小滿足：

其中，Δβ(x)為所述葉片進口邊上任意一點的沖角大小，L為所述葉片進口邊的長度，x為所述葉片進口邊上任意一點到所述葉片進口邊的第一端的長度，所述第一端為所述葉片進口邊與輪轂的連接端。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的啟動瞬態(tài)性能優(yōu)化的葉片設(shè)計方法，其特征在于，在軸面坐標系z-r中，z軸為葉片旋轉(zhuǎn)軸所在的軸線，z為所述葉片進口邊上任意一點在z軸上的坐標，r為所述葉片進口邊上任意一點到所述旋轉(zhuǎn)軸的垂直距離，葉片進口邊的長度L和葉片進口邊上任意一點到所述葉片進口邊的第一端的長度x滿足：

其中，r0為所述第一端到所述旋轉(zhuǎn)軸的垂直距離，r1為所述葉片進口邊的第二端到所述旋轉(zhuǎn)軸的垂直距離，z0為所述第一端在z軸上的坐標，z1為所述第二端在z軸上的坐標。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的啟動瞬態(tài)性能優(yōu)化的葉片設(shè)計方法，其特征在于，所述葉片設(shè)于輪轂和輪緣之間，所述葉片與所述輪轂連接，所述葉片與所述輪緣之間具有間隙以相對于所述輪緣轉(zhuǎn)動，所述葉片進口邊與所述輪轂的連接端為第一端，所述葉片進口邊鄰近所述輪緣的一端為第二端，所述沖角的大小從所述第一端向所述第二端逐漸增大。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的啟動瞬態(tài)性能優(yōu)化的葉片設(shè)計方法，其特征在于，所述沖角在所述葉片進口邊與所述輪轂的連接端的值小于零，所述沖角在所述葉片進口邊鄰近所述輪緣的一端的值為零。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的啟動瞬態(tài)性能優(yōu)化的葉片設(shè)計方法，其特征在于，所述葉片設(shè)于輪轂和輪緣之間，流體適于在所述輪轂和所述輪緣形成的流道內(nèi)流動，在所述葉片投射在過所述葉片的旋轉(zhuǎn)軸的平面上，位于流體流動方向上游且從所述輪轂到所述輪緣的葉片輪廓線為所述葉片進口邊；位于流體流動方向下游且從所述輪轂到所述輪緣的葉片輪廓線為所述葉片出口邊。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的啟動瞬態(tài)性能優(yōu)化的葉片設(shè)計方法，其特征在于，所述葉片具有葉片型線，在垂直于所述葉片的旋轉(zhuǎn)軸的平面上，所述葉片型線其上任意一點處的切線方向與圓周方向形成的夾角為葉片安放角，

其中，位于所述葉片進口邊上的所述葉片型線端點處的切線方向與圓周方向形成的夾角為進口安放角，所述進口安放角與所述葉片進口邊處流體流動的相對液流角的差值為所述葉片進口邊上的沖角。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的啟動瞬態(tài)性能優(yōu)化的葉片設(shè)計方法，其特征在于，在所述葉片進口邊與所述葉片出口邊之間，從所述輪轂到所述輪緣，可等距離劃分出多個點；用曲線沿流體流動方向連接所述葉片進.出口邊上相對應(yīng)的點可形成多條所述葉片型線。

10.一種葉片泵，其特征在于，包括：輪轂、輪緣和根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的啟動瞬態(tài)性能優(yōu)化的葉片設(shè)計方法設(shè)計的葉片，所述葉片位于所述輪轂的外周面和所述輪緣的內(nèi)周面之間，所述葉片與所述輪轂連接，所述葉片與所述輪緣之間具有間隙以相對于所述輪緣轉(zhuǎn)動，流體適于在所述輪轂和所述輪緣形成的流道內(nèi)流動。