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。如下图红色圈中黑色圆弧所示。

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。


为什么会谈到这个问题呢?那是因为我在最近研究螺旋离心泵叶轮设计时,先看的关老师他们出的PCAD指导设计那个视频,里边对叶片绘型-分流线步骤中“分流线n-fl”设置为0,意味着只有前后盖板各一个交点,进口边自然是一条直线。
在转到CFtubro中进行设计时,我沿用了PCAD中的大部分设计参数,比如几何尺寸、进出口角以及包角等,包括分流线数量。按照上边的理论,我把子午面中叶片进口边已经调整为弧线了,理论上我的叶片应该是按照弯曲逐渐过渡到平滑,实际确并非如此,叶片进口边并未按照我预设的方案执行。


究其原因,还是分流线Spans数量的问题,当Spans设置为2时,代表只有Hub、Shroud两条型线,那么进口边不论形状如何,最终都只能变成直线,因为两点只能确定一条线,而三点或以上才能拟合为圆弧或更复杂的曲线。比如我们刻意把进口边设计成S型,如果Spans数量还是3的情况下,依然无法正确拟合,需要将Spans增大到4及以上,就可以了。



这个发现主要因为PCAD和CFturbo的设计步骤逻辑恰好相反。PCAD中需要先指定分流型线条数才能调整叶片进口边的形状和位置,而CFturbo中在设计子午面时已经完全定义好了进口边,而这个进口边能否按照你的设计意愿实现还和后续的Define Blade Angle步骤相关,所以在设计模型时尤其是参数化计算时应格外注意该问题,因为页面进口边形状与子午面设计形状不一样软件是不会提醒的,只能靠你自己看三维模型发现。





