[发明专利]一种大型高温高压透平泵用叶片设计方法

说明书

本发明提供了一种大型高温高压透平泵用叶片设计方法，以透平泵叶轮外径为基础，利用几个关系式来确定叶片的主要几何参数，主要包括：叶片液流角β'₁，叶片进口角β₁，叶片出口角β₂，叶片平坦部分厚度s₁，叶片弯曲部分厚度s₂，叶片工作面厚度b₁，叶片背面厚度b₂，叶片截面长度L₁、L₂、L₃，工作面曲率半径R₁，背面曲率半径R₂。本发明提供一种快速设计新型透平泵叶片的方法，节省人力，提高了扬程和效率，拓宽了高效区的范围，并且提高了透平泵的运行可靠性。

技术领域

本发明属于泵设计和制造领域，涉及一种透平泵用叶片的设计，尤其适用于高温高压环境。

背景技术

透平泵是一种可逆式水力机械，在发电等行业被广发使用，然而现有的透平泵用叶片在高温高压环境下使用效率并不高，而一种新型的内部中空的叶片能在高温高压环境下稳定运行；然而对于透平泵用叶片的设计，现有的方法主要采用一元、二元和三元理论设计叶片，对叶轮内的流动作出一系列的假设，用具有不同规律的流动，代替叶轮内的复杂流动，这种设计方法比较复杂，而且对于这种新型的内部中空的叶片并不适用。

专利申请号201610059473.8公开了一种叶片设计方法，能够使空化初生得到推迟，提高初生空化性能，但在高温高压工况下效果不明显。专利申请号为201610259479.X公开了一种空心叶片壁厚控制方法，但没有给出叶片其他参数的控制方法，且不适用于高温高压环境。

发明内容

为了克服以上问题，本发明对传统透平泵用叶片设计方法进行改进，提供一种新的透平泵用叶片优化设计方法。本发明可以对叶片的几何参数进行调节，达到透平泵的设计性能曲线与要求的性能曲线重合的效果，特别适用于高温高压的场合。本发明以透平泵叶轮外径为基础，叶片的截面从翼尾到翼尖包括长度为L₁、L₂、L₃的截面，所述叶片的工作面和背面之间设有空腔，利用以下几个关系式来确定叶片的主要几何参数，主要包括：叶片液流角β'₁，叶片进口角β₁，叶片出口角β₂，叶片平坦部分厚度s₁，叶片弯曲部分厚度s₂，叶片工作面厚度b₁，叶片背面厚度b₂，叶片截面长度L₁、L₂、L₃，工作面曲率半径R₁，背面曲率半径R₂。

本发明的技术方案是：

一种大型高温高压透平泵用叶片设计方法，所述设计方法满足：

β₁＝Δβ+β₁′(4)

b₁＝b₂＝k₁s₁ (10)

L₁＝k₂L₂＝k₃L₃ (13)