[发明专利]一种叶轮叶片和叶轮叶片前缘波形确定方法及喷水推进泵

说明书

本发明涉及一种叶轮叶片和叶轮叶片前缘波形确定方法及喷水推进泵。所述叶轮叶片的前缘为沿着展向方向和横向方向延伸的三维波状前缘。所述喷水推进泵包括：叶轮、导叶体、泵体和泵轴；在所述泵体的泵腔内沿着水流方向依次设置所述叶轮和所述导叶体；所述导叶体固定在所述泵体的内壁上；所述泵轴穿过所述导叶体的内孔；所述叶轮固定在所述泵轴上。本发明通过将波状前缘叶轮叶片应用到喷水推进泵中，能够有效优化喷水推进泵的运行性能，提高喷水推进泵的扬程效率。

技术领域

本发明涉及推进器领域，特别是涉及一种叶轮叶片和叶轮叶片前缘波形确定方法及喷水推进泵。

背景技术

全球经济发展，货物贸易需求增长，国际海上运输贸易走高，推动着船舶推进器市场不断扩大。喷水推进泵机动性高，抗空化能力强，吃水浅，相对阻力较小，能够适应不同变化的运行工况，水下声辐射较小，被广泛应用于新型高性能船舶。虽然现有的喷水推进泵扬程性能可以满足现有运输需求，但随着运输贸易需求不断增加，研发性能更加优越的喷水推进泵才能更好地满足市场需求。

由于喷水推进泵内部流场较为复杂，而之前对于喷水推进泵性能的提升技术手段几乎都止步于外加手段，例如优化进水流道形状，这些只能在某一特定工况改善喷水推进器性能，从设计层面优化喷水推进泵性能的方案寥寥无几。

发明内容

本发明的目的是提供一种叶轮叶片和叶轮叶片前缘波形确定方法及喷水推进泵，能够有效优化喷水推进泵的运行性能，提高喷水推进泵的扬程效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种叶轮叶片，所述叶轮叶片的前缘为沿着展向方向和横向方向延伸的三维波状前缘。

可选的，所述叶轮叶片的三维波状前缘在流向方向上的坐标值为：

其中，x₁为所述叶轮叶片在流向方向上的坐标值，c为所述叶轮叶片的平均骨线长度，x_LE为所述叶轮叶片三维波状前缘的波动幅度在流向方向上的坐标值，x_LE＝A(cos((n*f)2π))，A为所述叶轮叶片三维波状前缘的余弦波的波幅，A＝Nc，N为倍数，n为所述叶轮叶片三维波状前缘在所述展向方向上的余弦波的个数，f为所述叶轮相应翼型在叶轮展向处的位置比率，x为原型叶轮叶片在所述流向方向上的坐标值。

可选的，所述倍数N的范围为0.01≤N≤0.05。

可选的，所述叶轮叶片的三维波状前缘在所述展向方向上的余弦波的个数n的范围为4≤n≤8。

可选的，所述叶轮相应翼型在叶轮展向处的位置比率f的范围为0.2≤f≤1。

一种叶轮叶片的前缘波形确定方法，所述确定方法包括：

获取叶轮叶片三维波状前缘的余弦波的波幅和所述叶轮叶片三维波状前缘在所述展向方向上的余弦波的个数；

根据所述波幅和所述余弦波的个数，得到所述叶轮叶片三维波状前缘的波动幅度在流向方向上的坐标值；

根据所述叶轮叶片三维波状前缘的波动幅度在流向方向上的坐标值，得到所述叶轮叶片的三维波状前缘在流向方向上的坐标值。

可选的，所述根据所述波幅和所述余弦波的个数，得到所述叶轮叶片三维波状前缘的波动幅度在流向方向上的坐标值，具体包括：

根据所述波幅和所述余弦波的个数，利用公式x_LE＝A(cos((n*f)2π))，得到所述叶轮叶片三维波状前缘的波动幅度在流向方向上的坐标值；