[发明专利]一种弓形高能量密度叶片设计方法及其设计的叶片泵

权利要求书

1.一种弓形高能量密度叶片设计方法，其特征在于，所述弓形高能量密度叶片在延伸方向具有第一端和第二端以及在叶高方向上具有轮毂侧和轮缘侧，且包括：

包角初始值，所述包角初始值为所述第一端的在所述叶高方向上各点轴面相对于所述第一端的轮毂侧轴面之间的圆周角，所述包角初始值的分布规律由所述叶片的弓形曲线确定；

进口角，所述进口角形成于所述叶片的所述第一端的轴面流线的切线与垂直于轮毂轴线的平面之间，所述进口角由零速度环量准则确定；

型线，所述型线根据所述叶片的轴面流线的切线与垂直于轮毂轴线的平面之间形成的安放角沿相对轴面流线的分布规律进行定义，所述分布规律由轴面流动计算确定；

出口角，所述出口角形成于叶片的所述第二端的轴面流线的切线与垂直于轮毂轴线的平面之间，所述出口角由轴面流动计算确定；

所述弓形曲线由第一段圆弧、第二段圆弧和第三段圆弧顺次相切连接，其中，所述第一段圆弧的圆心和所述第三段圆弧的圆心位于所述弓形曲线的一侧，所述第二段圆弧的圆心位于所述弓形曲线的另一侧；

所述轮毂侧的所述包角初始值为0，所述轮缘侧的所述包角初始值为θ_1s,所述θ_1s大于0，所述包角初始值从所述轮毂侧到所述轮缘侧沿所述叶高方向的分布规律为非线性分布。

2.根据权利要求1所述的弓形高能量密度叶片设计方法，其特征在于，所述弓形曲线的起始端坐标为(0,0)，终止端坐标为(1,1)，所述弓形曲线的形状为：

其中，(x₁,y₁)、(x₂,y₂)、(x₃,y₃)分别为所述第一段圆弧的圆心坐标、所述第二段圆弧的圆心坐标、所述第三段圆弧的圆心坐标，(a,a)为所述第一段圆弧和所述第二段圆弧的交点，(1-a,1-a)为所述第二段圆弧和所述第三段圆弧的交点。

3.根据权利要求2所述的弓形高能量密度叶片设计方法，其特征在于，所述弓形曲线的所述第一段圆弧和所述第三段圆弧的形状相同，所述第一段圆弧的圆心、所述第二段圆弧的圆心和所述第三段圆弧的圆心由y₁和a确定，其中x₁＝a-y₁，x₂＝a+y₁(1-2a)/a，y₂＝a+(a-y₁)(1-2a)/a，x₃＝1-y₁，y₃＝y₁+1-a。

4.根据权利要求1所述弓形高能量密度叶片设计方法，其特征在于，所述包角初始值从所述轮毂侧到所述轮缘侧沿所述叶高方向的分布规律利用所述弓形曲线y＝f(x)和所述轮缘侧的所述包角初始值θ_1s确定。

5.根据权利要求4所述的弓形高能量密度叶片设计方法，其特征在于，所述包角初始值从所述轮毂侧到所述轮缘侧沿所述叶高方向的分布规律为：

其中，r_h为轮毂半径，r_s为轮缘半径。

6.一种叶片泵，其特征在于，包括叶片，所述叶片为根据权利要求1-5中任意一项所述的弓形高能量密度叶片设计方法得到。