[实用新型]一种具有Koch分形微织构的仿生离心泵叶片

说明书

本实用新型公开了一种具有Koch分形微织构的仿生离心泵叶片，包括叶片，叶片正面的叶片头部上设置有Koch雪花织构，Koch雪花织构由多个Koch雪花分形结构组成；该织构运用雪花形状摩擦阻力小，噪声小，以及凸凹不平的体表结构具有很强的防粘降阻功能的特点，在叶片正面上制备出具有Koch雪花分形结构的表面织构；在叶片正面头部表面制备出Koch雪花形凹坑，由于雪花形状和凹坑织构的减阻降噪效果，使得叶轮运行过程的摩擦阻力减少，运行噪音降低，从而实现离心泵的整机性能提升。

技术领域

本实用新型属于流体机械设备技术领域，涉及一种具有Koch分形微织构的仿生离心泵叶片。

背景技术

生物经过亿万年的进化，形成了适应自身环境的体表结构，在追求科技进步的过程中，人们往往通过大自然获得灵感，并加以利用，取得了理想的效果。观察发现，许多动物的体表呈现棱纹形、凸包形和凹坑形等形态，而且这些凸凹不平的体表结构具有很强的防粘降阻功能，人们将这种仿生技术应用到机械设备中，达到减阻降噪的目的。

离心泵叶轮一般由叶片、前后盖板、轮毂三个部分组成。其中，叶轮作为离心泵的重要工作部件，它的形状、尺寸、加工工艺等对泵工作性能有显著影响。因此，对叶轮叶片进行优化设计，提高叶轮的减阻性能将直接影响泵的工作特性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有Koch分形微织构的仿生离心泵叶片，将具备低阻力、低噪声性能的典型生物的体表形态特征应用于离心泵叶轮中，能有效减少运行过程中的摩擦阻力，降低运行过程中的机械噪音，提高离心泵的整体性能。

本实用新型所采用的技术方案是，一种具有Koch分形微织构的仿生离心泵叶片，包括叶片，叶片正面的叶片头部上设置有Koch雪花织构，所述Koch雪花织构由多个Koch雪花分形结构组成。

本实用新型的特点还在于：

其中多个所述Koch雪花分形结构呈点状发散分布于叶片头部表面；

其中Koch雪花分形结构垂直于叶片头部压力面且深入离心泵叶片的头部内0.005L，L为叶片平均厚度；

其中多个所述Koch雪花分形结构呈阵列分布于叶片头部表面，且每列与叶片的边缘平行；

其中阵列分布的多个所述Koch雪花分形结构中每两个Koch雪花分形结构之间的间距为2a，其中a为Koch雪花分形结构的特征长度，Koch雪花分形结构的特征长度为0.01H，H为叶片尾部高度。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型为一种具有Koch分形微织构的仿生离心泵叶片，该织构运用雪花形状摩擦阻力小，噪声小，以及凸凹不平的体表结构具有很强的防粘降阻功能的特点，在叶片正面上制备出具有Koch雪花分形结构的表面织构。该表面织构位于叶片头部正面上，呈散点分布，线性排列，泵运转过程中，流体通过流道流经叶片表面，由于叶轮运转速度较快，在流体粘性力和重力影响下，会产生摩擦阻力运行噪音，使得运行效率降低；在叶片正面头部表面制备出Koch雪花形凹坑，由于雪花形状和凹坑织构的减阻降噪效果，使得叶轮运行过程的摩擦阻力减少，运行噪音降低，从而实现离心泵的整机性能提升。

附图说明

图1是本实用新型一种具有Koch分形微织构的仿生离心泵叶片的Koch分形微织构分布示意图；

图2是本实用新型一种具有Koch分形微织构的仿生离心泵叶片的Koch分形微织构的纵向剖分示意图；

图3是本实用新型一种具有Koch分形微织构的仿生离心泵叶片的Koch雪花分形结构的排列方式示意图。

图中，1.叶片正面，2.Koch雪花织构，3.叶片头部。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。