[实用新型]一种有效抑制叶片表面空化的射流装置

说明书

本实用新型属于应用于水力机械设计领域，一种有效抑制叶片表面空化的射流装置。泵通过金属管与三通阀连接，利用三通阀调节各个工况射流流量，通过流量计来观察各个工况射流流量的变化；所述的泵置于水槽中；经过三通阀通过PVC管连接流量计，流量计通过PVC管连接弯头入口，弯头出口连接叶片空腔连接管，叶片空腔连接管连通叶片空腔；叶片表面布置有射流孔。本实用新型的抑制空化，与叶片表面无射流相比，在叶片表面有射流的情况下空化长度和空化穴的厚度明显降低。阻挡回射流，射流产生装置在叶片表面所形成的射流能够阻挡叶片尾缘形成的回射流，抑制空化穴的脱落、溃灭。

技术领域

本发明涉及水力机械设计领域的一种装置，其中涉及到水力机械中一种有效抑制叶片表面空化的射流装置。

背景技术

空化引起不同程度振动、冲击和噪声，加剧物体表面空蚀，使结构提早发生疲劳。为了避免这种对水力设备危害的现象，需要将各种主动和被动控制方法应用到水力设备中有效抑制空化初生和空泡脱落，在一定程度上减少空化过程中空泡溃灭，降低由空化所引起的水利设备振动和噪声。

大多数水力机械叶片表面空化实验主要是基于空化流动机理和各种空化形态变化过程的机理以及叶片表面特性对各种空化形态的影响的研究。现在需要发明一种能有效控制空化流的装置，这样能进一步改善和优化水力机械设备的设计与运行。空化过程控制对于阻止空化的发展和降低空化的不利影响都是重要的，空化初生和空化发展的控制有主动和被动两种控制方法，目前基于不同基本原则的几种主动控制方法中，主要的就是超声控制和电离控制，以及在物体表面设置障碍物改变水力机械叶片表面流动特性来控制空化的初生和发展。在水力机械叶片表面开孔产生射流对空化进行控制的研究主要是处于数值模拟阶段，实验研究还很少进行。

为了对已经进行了的数值模拟结果有效性的验证，对于能有效控制空化的方法的实验验证，必须设计一种对应于数值模拟中产生适当射流流速和流量的系统来控制射流以达到验证所进行的研究方法的正确性。

发明内容

本发明是应用于水力机械叶片表面的射流产生系统设计领域，针对解决水洞空化实验中产生射流所带来的问题，提出一种满足水力机械叶片表面需求的射流产生系统。本设计是通过利用泵产生抽力将流体注入到叶片的开槽腔室中再经由叶片射流孔射出，形成满足空化抑制需求的具有一定刚度和动量的射流。

本发明的技术方案：

一种有效抑制叶片表面空化的射流装置及设计方法，包括泵1、三通阀2、流量计3、PVC管4、弯头5、叶片空腔连接管6、叶片7、水槽8、射流孔9、叶片空腔10和金属管道11；

所述的泵1是射流装置产生动力的部分，泵1通过金属管道11与三通阀2连接，利用三通阀2调节流量，通过流量计来观察各个工况射流流量的变化；所述的泵1置于水槽8中；经过三通阀2通过PVC管4连接流量计3，流量计3通过PVC管4连接弯头5入口，弯头5出口连接叶片空腔连接管6，叶片空腔连接管6连通叶片空腔10；叶片空腔10上设有射流孔9；流体依次经过泵1、金属管道11、三通阀2、PVC管4、流量计3、PVC管4、弯头5、金属管道11和叶片空腔连接管6后进入叶片空腔10，通过射流孔9形成射流由叶片表面喷出。

水力机械叶片表面射流孔分布于叶片的吸力面上，将通过叶片内部空腔输送来的流体喷入流场，根据空化流场特性分析结果，叶片表面射流孔设置在距叶片前缘0.20C-0.85C之间，其中C为叶片弦长；叶片表面射流孔的宽度或直径为0.02C-0.08C；叶片表面射流孔的分布方式是单排或多排，形式是长条形的槽道规律排列的圆孔或其他形式；射流方向与该位置叶片表面切线方向夹角为5°-155°；流体从叶片表面射流孔中喷出的速度为主流速度的5％-100％。

包括以下步骤：

步骤1、根据水力机械叶片结构和射流产生装置结构的要求，确定系统管路和各部件的安装方式，组装射流产生装置；