[发明专利]一种控制曲率分布的离心叶轮流道设计方法

摘要

本发明属于流体机械设计造型方法，具体涉及一种控制曲率分布的离心叶轮流道设计方法。该离心叶轮的子午流道设计步骤为：通过控制轮盖线、轮毂线曲率在轴向上的分布，来参数化形成；然后将得到的轮盖曲线、轮毂曲线绕旋转轴转动360°，得到轮盖面和轮毂面。本发明通过控制流道曲线的曲率，可以根据离心叶轮的流动做功情况，灵活选择合适的曲率分布规律，控制离心叶轮流动负荷在轴向的分布，提高了做功效率和离心叶轮的稳定工作边界，可广泛应用于各种离心式、斜流式叶轮机械的流动设计。

主权项

1.一种控制曲率分布的离心叶轮流道设计方法，该离心叶轮的子午流道由轮盖线、轮毂线、进口线、出口线包络而成，其特征在于，设计步骤为：（1）通过控制轮盖线、轮毂线曲率在轴向上的分布，来参数化形成；轮盖线和轮毂线的曲率分布规律，采用如下公式确定：，其中，C(m)为轮盖线或轮毂线的曲率，m是轮盖线或轮毂线的无量纲长度；μ是最大曲率所在流向位置百分比值，μ的优选值为0.4~0.6；A是轮盖线或轮毂线曲率的无量纲幅值，且，其中R₂是离心叶轮的出口半径；确定轮盖线和轮毂线的具体步骤为：（101）根据一维流动计算方法分别确定轮盖线和轮毂线的4个端点位置；（102）将轮盖线均分为n（50≤n≤200）段，确定除两端点外的n-1个点的轴向坐标，根据第一个点的曲率k以及该点的坐标（Z₁，R₁），确定第二点的坐标（Z₂，R₂）；然后以第二个点的曲率k以及该点坐标，确定第三个点的坐标（Z₃，R₃）；以此类推，得到轮盖线所有点的坐标；（103）将得到的轮盖线上n+1个点用光滑曲线拟合，就可以得到光滑的轮盖曲线；（104）采用步骤（102）和（103）的方法，得到轮毂曲线；（2）由步骤（1）得到的轮盖曲线、轮毂曲线绕旋转轴转动360°，得到轮盖面和轮毂面。