[发明专利]一种3D打印水泵水轮机转轮模型试验方法

说明书

本发明公开了一种3D打印水泵水轮机转轮模型的试验方法，涉及水泵水轮机试验技术领域。本发明将3D打印制备地转轮与连接组件组合成复合装配结构；将复合装配结构安装到水轮机上；测量该3D打印制备的转轮与连接组件组合而成的复合装配结构的水力性能，将测得3D打印制备的转轮与连接组件组合而成的复合装配结构的水力性能参数与采用金属加工的转轮的水力性能参数进行对比，得出3D打印制备的转轮与连接组件组合而成的复合装配结构工况试验的试验条件。本发明的试验方法可以保证转轮试验的安全性，同时兼顾试验精度，满足IEC规程要求。

技术领域

本发明涉及水泵水轮机试验技术领域，更具体地说涉及一种3D打印水泵水轮机转轮模型试验方法。

背景技术

随着产品竞争的激烈，设计日趋复杂，个性化要求日益增多，设计开发的难度越来越大。采用三维软件辅助设计有助于这一发展需求，这种发展趋势可以从汽车、飞机、电子、消费品、医学等行业近期的发展，以及三维软件近年的市场份额增加得到证实。

3D打印技术，是先进制造技术群中的重要组成部分。3D打印技术明显缩短了新产品的研发时间，节约新产品开发和模具制造、修复的费用。

中国水电事业的发展已经进入到了一个 “高端消费”市场阶段，用户个性化消费需求明显，要求快速响应市场需求，为了适应这一需求，针对用户采用“量体裁衣”式的设计方式满足用户需求。这对研发设计而言提出了很高的要求，并且应用于水电的水轮机部件高度扭曲雕塑曲面体越来越多，传统的机加工存在若干缺点，不能有效满足精益生产的需要。

3D打印技术以其快速成型，任意成型的优点，可以一定程度上满足科技研发的需求。但是，3D打印转轮在强度上还存在若干缺陷，如何将3D打印制备的模型水泵水轮机转轮用于试验，并且保证试验安全；如何将3D打印制备的模型水泵水轮机转轮所需的试验条件雷诺数Re满足IEC规程的要求，保证试验精度，是目前需要解决的重要问题。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在缺陷和不足，本申请提供了一种3D打印水泵水轮机转轮模型试验方法，本发明旨在于解决现有技术种如何将3D打印制备的模型水泵水轮机转轮用于试验，并且保证试验安全的问题；以及如何将3D打印制备的模型水泵水轮机转轮所需的试验条件雷诺数Re满足IEC规程的要求，保证试验精度的问题。本申请的试验方法可以保证转轮试验的安全性，同时兼顾试验精度，满足IEC规程要求。

为了解决上述现有技术中存在的问题，本申请是通过下述技术方案实现的：

一种3D打印水泵水轮机转轮模型试验方法，其特征在于：包括以下步骤：

装配步骤：将3D打印制备地转轮与连接组件组合成复合装配结构；将复合装配结构安装到水轮机上；

测量步骤：测量该3D打印制备的转轮与连接组件组合而成的复合装配结构的水力性能，

比对步骤：将测得3D打印制备的转轮与连接组件组合而成的复合装配结构的水力性能参数与采用金属加工的转轮的水力性能参数进行对比，

试验设计步骤：得出3D打印制备的转轮与连接组件组合而成的复合装配结构工况试验的试验条件；

且所述试验设计步骤中，得出的复合装配结构工况试验的试验条件中复合装配结构工况试验的水头高度不超过40m，复合装配结构的转速不高于850r/min；转轮下环直径不小于300mm，试验水温介于30-35℃之间；转轮下环与底环之间的间隙不低于0.25mm；

所述测量步骤中，所述水力性能包括效率、压力脉动、空化、S形安全余量和驼峰特性。