一种凸缘-沟槽复合式叶顶间隙泄露涡空化抑制器制造技术

一种凸缘‑沟槽复合式叶顶间隙泄露涡空化抑制器，涉及流体机械领域。凸缘‑沟槽复合式叶顶间隙泄露涡空化抑制器安装于叶片的端面，其包括间隔布置的多个凸缘及与各个凸缘连接的连接肋片，相邻的两个凸缘和连接肋片之间形成沟槽，凸缘与叶片的端面弦长呈30‑90度角，凸缘的宽度为叶片端面弦长的0.005‑0.2倍；各个凸缘的一端与叶片的压力面边缘平齐，另一端为半圆形且伸出叶片的吸力面边缘，各个凸缘半圆形一端的包络线为叶片端面外轮廓的等距放大线，包络线和叶片端面外轮廓的距离为叶片端面弦长的0.005‑0.1倍。凸缘‑沟槽复合式叶顶间隙泄露涡空化抑制器在大间隙范围内具有泄露涡抑制效果，能适应平直或弯曲的叶片端面。

A flange groove compound type cavitation suppressor for tip clearance leakage

【技术实现步骤摘要】
一种凸缘-沟槽复合式叶顶间隙泄露涡空化抑制器
本申请涉及流体机械装置领域，具体而言，涉及一种凸缘-沟槽复合式叶顶间隙泄露涡空化抑制器。
技术介绍
轴流式水力机械是一种非常重要的水力机械，其在大型调水、排涝灌溉、船舶推进、梯级电站及海洋能开发等方面均得到了广泛应用，在国民生活中发挥着巨大作用。在轴流式水力机械的转子流道中，旋转的转子部件和外缘的固定部件(泵壳或转轮室)之间不可避免地存在间隙，从而在叶顶附近形成复杂的漩涡结构即为叶顶间隙泄漏流，由于涡心处压力通常较低，此类流动往往会在涡心处诱发空化现象，形成叶顶间隙泄露涡空化，这是引发水力机械叶顶附近流场振动、噪声的关键因素，会显著恶化水力机械性能，例如会使泵的扬程和效率下降、水轮机的能量输出降低、推进器的推力特性受限等，甚至会严重危害水力机械的安全运行。为此，研究者们开展了大量的研究以期控制叶顶间隙泄露涡空化现象，并且初步提出了一些具备一定积极效果的思路和方法。大体而言，这些方法可以分为两大类：主动式控制和被动式控制。主动式控制方法主要依据流动情况对控制部件的运行参数进行调控，以达到泄露涡空化的抑制目的，如主动式涡流发生器(主动调整涡流发生器的攻角等)、主动式通气控制(主动调整通入空气的流量等)等。主动式控制方法一般可以在较大的工况范围内均能产生较为理想的效果，但其主要缺点在于此类方法往往结构复杂且需要精心维护，难以在条件恶劣的实际工程中得到广泛应用。被动式控制方法则恰恰相反，被动式控制方法通常结构较为简单，可在恶劣的情况下可靠运行，但是由于此类方法设计时往往针对特定工况进行设计定型，因而对于非设计工况难以产生理想的空化抑制效果。被动式泄露涡空化控制方法因其结构简单、运行可靠，是比较有潜力的控制方法。但是现有的被动式泄露涡空化控制方法仅能对小间隙下的工况产生较为显著的控制效果，无法满足不同间隙大小特别是大间隙情况下的控制需求。因此，需要一种可以在较大间隙范围内均能产生显著积极效果的叶顶泄露涡控制方法和结构。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种凸缘-沟槽复合式叶顶间隙泄露涡空化抑制器，能够在大间隙范围内产生显著的梢涡抑制效果，且能够适应叶片的平直端面或弯曲端面。本申请的实施例是这样实现的：本申请实施例提供一种凸缘-沟槽复合式叶顶间隙泄露涡空化抑制器，安装于叶片的端面，其包括间隔布置的多个条形的凸缘及分别与各个凸缘连接的连接肋片，相邻的两个凸缘和连接肋片之间分别形成沟槽，各个凸缘与叶片的端面弦长呈30-90度角布置，凸缘的宽度为叶片的端面弦长的0.005-0.2倍；各个凸缘的一端与叶片的压力面边缘平齐，另一端伸出叶片的吸力面边缘且端部横截面为半圆形，各个凸缘半圆形一端端部的包络线为叶片端面外轮廓的等距放大线，且包络线和叶片端面外轮廓的距离为叶片的端面弦长的0.005-0.1倍。在一些可选的实施方案中，凸缘的宽度为0.5-20mm。在一些可选的实施方案中，凸缘的端部半径为其宽度的0.5倍。在一些可选的实施方案中，包络线和叶片端面外轮廓的距离为0.5-10mm。在一些可选的实施方案中，沟槽的宽度是叶片弦长的0.005-0.2倍。在一些可选的实施方案中，沟槽的宽度为0.5-20mm。在一些可选的实施方案中，连接肋片和/或凸缘上开设有至少一个安装孔。在一些可选的实施方案中，凸缘和连接肋片由尼龙、铝合金、钢材中的至少一种制成。本申请的有益效果是：本实施例提供的凸缘-沟槽复合式叶顶间隙泄露涡空化抑制器，安装于叶片的端面，其包括间隔布置的多个条形的凸缘及分别与各个凸缘连接的连接肋片，相邻的两个凸缘和连接肋片之间分别形成沟槽，各个凸缘与叶片的端面弦长呈30-90度角布置，凸缘的宽度为叶片的端面弦长的0.005-0.2倍；各个凸缘的一端与叶片的压力面边缘平齐，另一端伸出叶片的吸力面边缘且端部横截面为半圆形，各个凸缘半圆形一端端部的包络线为叶片端面外轮廓的等距放大线，且包络线和叶片端面外轮廓的距离为叶片的端面弦长的0.005-0.1倍。本实施例提供的凸缘-沟槽复合式叶顶间隙泄露涡空化抑制器能够在大间隙范围内产生显著的梢涡抑制效果，且能够适应叶片的平直端面或弯曲端面。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本申请实施例1提供的凸缘-沟槽复合式叶顶间隙泄露涡空化抑制器安装于平直叶片端面的第一视角的结构示意图；图2为本申请实施例1提供的凸缘-沟槽复合式叶顶间隙泄露涡空化抑制器安装于平直叶片端面的第二视角的结构示意图；图3为未安装实施例1提供凸缘-沟槽复合式叶顶间隙泄露涡空化抑制器的叶片200在2mm间隙下的间隙泄漏涡空化情况；图4为安装实施例1提供凸缘-沟槽复合式叶顶间隙泄露涡空化抑制器的叶片200在2mm间隙下的间隙泄漏涡空化情况；图5为未安装实施例1提供凸缘-沟槽复合式叶顶间隙泄露涡空化抑制器的叶片200在7mm间隙下的间隙泄漏涡空化情况；图6为安装实施例1提供凸缘-沟槽复合式叶顶间隙泄露涡空化抑制器的叶片200在7mm间隙下的间隙泄漏涡空化情况；图7为未安装实施例1提供凸缘-沟槽复合式叶顶间隙泄露涡空化抑制器的叶片200在20mm间隙下的间隙泄漏涡空化情况；图8为安装实施例1提供凸缘-沟槽复合式叶顶间隙泄露涡空化抑制器的叶片200在20mm间隙下的间隙泄漏涡空化情况；图9为本申请实施例2提供的凸缘-沟槽复合式叶顶间隙泄露涡空化抑制器安装于弯曲叶片端面的结构示意图。图中：100、凸缘；110、连接肋片；111、安装孔；120、沟槽；200、叶片。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种凸缘-沟槽复合式叶顶间隙泄露涡空化抑制器，安装于叶片的端面，其特征在于，其包括间隔布置的多个条形的凸缘及分别与各个所述凸缘连接的连接肋片，相邻的两个凸缘和所述连接肋片之间分别形成沟槽，各个所述凸缘与所述叶片的端面弦长呈30-90度角布置，所述凸缘的宽度为所述叶片的端面弦长的0.005-0.2倍；各个所述凸缘的一端与所述叶片的压力面边缘平齐，另一端伸出所述叶片的吸力面边缘且端部横截面为半圆形，各个所述凸缘半圆形一端端部的包络线为所述叶片端面外轮廓的等距放大线，且所述包络线和所述叶片端面外轮廓的距离为所述叶片的端面弦长的0.005-0.1倍。/n

【技术特征摘要】
1.一种凸缘-沟槽复合式叶顶间隙泄露涡空化抑制器，安装于叶片的端面，其特征在于，其包括间隔布置的多个条形的凸缘及分别与各个所述凸缘连接的连接肋片，相邻的两个凸缘和所述连接肋片之间分别形成沟槽，各个所述凸缘与所述叶片的端面弦长呈30-90度角布置，所述凸缘的宽度为所述叶片的端面弦长的0.005-0.2倍；各个所述凸缘的一端与所述叶片的压力面边缘平齐，另一端伸出所述叶片的吸力面边缘且端部横截面为半圆形，各个所述凸缘半圆形一端端部的包络线为所述叶片端面外轮廓的等距放大线，且所述包络线和所述叶片端面外轮廓的距离为所述叶片的端面弦长的0.005-0.1倍。


2.根据权利要求1所述的凸缘-沟槽复合式叶顶间隙泄露涡空化抑制器，其特征在于，所述凸缘的宽度为0.5-20mm。


3.根据权利要求2所述的凸缘-沟槽复合式叶顶间隙泄露涡空化抑制器，其特征在于，所述凸缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙新平，程怀玉，季斌，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42