叶片进口边的图解及确定方式

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叶片进口边,指的是离心式叶轮叶片工作面的进口边,我们在叶片三维建模的时候,它将是工作面的第一条型线。

对于它的形状,我们常见的扭曲叶片都是向前倾斜的一段弧线,对于圆柱叶片则是一段直线,他们之间有些什么区别呢?我们先看下面这张图,来明确这条线到底代表了什么

上图是叶片进口边稍微向前凸出的圆弧,如果我们给他更加明显的凸出,你会看到叶片背面凸出非常明显,不止是进口边,整个叶片表面都会像C型,所以叶片进口边的形状实际决定了整个叶片的形状!也即如果进口边是直线的情况下,整个叶片区域平整,相反如果进口边如下图所示,是曲率较大的圆弧,那么整个叶片都会向叶片背面凸出。

正如上面图1所示,我们在对子午面进行一维设计时,进口边的位置及形状也是很重要的,我们来看看进口边是如何确定的。目前有两套理论:

国内设计理论

首先根据关老师的《现代泵理论与设计》一书中所述,进口边的绘制应符合如下原则:

1.进口边和前后盖板流线大值呈90°

2.进口边适当向吸入口延伸

第一条很容易理解,正如我们图一所设计,进口边与前后盖板之间的夹角大致为90°,经过小丫的计算总结,此类进口边在效率及汽蚀面均优于小夹角的进口边,这个咱们后面再讲;第二条是说叶片进口边的位置,我们在设计时可以尽量往前延伸以提高泵抗汽蚀性能,可以获得较好的流动条件,获得较低的叶片载荷。(越靠前也越容易造成进口堵塞,需要平衡二者)。

国外设计理论


首先看上图中进口边的放置,你会发现进口边与前后盖板也没按照90°设计哇,确实是这样,我们接触到的国外一些水力设计都是这样向前倾斜,与前盖板夹角大致在45~60°之间,据说这是设计理念的不同,有待考证。

在前盖板(如上图所示),叶片进口边的点不应选在曲率较大的区域,在前盖板圆角靠前的位置比较好,因为前盖板圆角处流动更加复杂,不能获得更稳定的入流条件。其中g1这一段长度用于定位进口边与前盖板的交点,公式如下:

g1=(0.2~0.3)b2

其中b2为叶轮出口宽度,比如我们本次设计的叶轮出口宽度b2为30,则叶片进口边与前盖板的交点应该距离前盖板圆角开始的位置大概6~9mm。

叶片进口边与后盖板的交点处的夹角定义为εEK,确定原则如下:

1.对于比转速ns低于90的多级泵叶轮,εEK要取较大的数值;

2.对于其他叶轮,εEK取30~40°左右较好。

对比

以上两种确定进口边形状及位置的方案,具体哪种方案更好我们也未可知,只能根据设计经验在实际工作中进行校验了。小丫最近对比了相同前后盖板交点不同形状进口边的性能,咱们下期再讲。


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3 条回复 A文章作者 M管理员
  1. 傅老师1号

    这里有个问题,就是进口的形状变了以后流线必定发生变化,因为是控制变量法才能直接对比。单纯修改进口的形状去对比我认为是不妥的

  2. kind

    最后提到的性能仿真对比有结果了吗?

    • 泵小丫

      有结果,准备水个文章,数据就不放了

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