一种斜流/离心叶轮通用的子午流道设计方法技术

一种斜流/离心叶轮通用的子午流道设计方法，先确定叶轮轮盖型线，轮盖型线包括直线段和圆弧段，圆弧段的圆心在由均方根叶高截面的圆心和叶轮出口均方根半径处端点相连的直线上，轮盖侧中间端点的横坐标与圆弧段的圆心的横坐标相同；轮盖侧中间端点的纵坐标与叶轮进口轮盖侧端点的纵坐标相同；直线段由叶轮进口轮盖侧端点和轮盖侧中间端点连线确定；确定轮盘型线；将轮盖型线和轮盘型线沿旋转轴转动360°，得到轮盖面和轮盘面。本发明专利技术采用的子午流道型线构造元素为简单的直线、圆弧，因而可加工性好。叶轮轮盖型线的前端为半径相同的直线，确保了在进口至喉部的流道区间内不会产生较大的叶尖马赫数变化，从而降低大流量系数下的激波损失。

【技术实现步骤摘要】
一种斜流/离心叶轮通用的子午流道设计方法
本专利技术涉及叶轮机械设计领域，具体涉及一种斜流/离心叶轮通用的子午流道设计方法。
技术介绍
斜流/离心叶轮是在石油化工、空气分离、航空航天等领域广泛应用的、用以实现功能转换的核心部件。大型化、紧凑高性能、高压比是压缩机发展的重要趋势，而大流量系数斜流/离心叶轮是实现这些目标的一种高效叶轮类型。例如，“斜流+离心”组合压缩机构型具备在特大型空分装置中替代“多级轴流”压缩机构型的潜力，“斜流+离心”组合构型能有效提升机组紧凑性、降低制造和维护成本(参见中国专利技术专利“带级间冷却的两级大流量斜流-离心组合压缩机”，专利号：ZL201510661761.6，授权日：2017-10-20)。但截止目前斜流压缩机尚无完善的设计体系，大多数斜流叶轮设计仍借助于离心式压缩机的设计方法。子午流道设计作为压缩机设计过程中的一个重要环节，设计结果对气动性能和可加工性均有显著的影响。由于子午流道设计尚无明确的设计准则，传统的离心叶轮子午流道设计多基于过水面积法并采用圆弧、直线等简单元素组合，这种设计方法简单且利于加工。也有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种斜流/离心叶轮通用的子午流道设计方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)确定子午流道的轮盖型线：/n叶轮轮盖型线包括直线段和圆弧段，其中圆弧段由轮盖侧中间端点(S

【技术特征摘要】
1.一种斜流/离心叶轮通用的子午流道设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)确定子午流道的轮盖型线：
叶轮轮盖型线包括直线段和圆弧段，其中圆弧段由轮盖侧中间端点(S15)、叶轮出口轮盖侧端点(S2)以及出口子午倾角Ф2确定，圆弧段的圆心OS在由均方根叶高截面的圆心OM和叶轮出口均方根半径处端点(M2)相连的直线上，轮盖侧中间端点(S15)的横坐标与圆弧段的圆心OS的横坐标相同；轮盖侧中间端点(S15)的纵坐标与叶轮进口轮盖侧端点(S1)的纵坐标相同，均等于叶轮进口轮盖侧端点(S1)的半径R1t；直线段由叶轮进口轮盖侧端点(S1)和轮盖侧中间端点(S15)连线确定；
(2)确定子午流道的轮盘型线：
叶轮轮盘型线为圆弧段，由叶轮进口轮盘侧端点(H1)、叶轮出口轮盘侧端点(H2)和第二端点(H3)确定叶轮轮盘的圆心OH和圆弧半径RH，其中叶轮进口轮盘侧端点(H1)的纵坐标为叶轮进口轮盘侧端点(H1)的半径R1h，叶轮进口轮盘侧端点(H1)的横坐标与叶轮进口轮盖侧端点(S1)的横坐标相同；
(3)将步骤(1)获得的轮盖型线和步骤(2)获得的轮盘型线沿旋转轴转动360°，得到轮盖面和轮盘面。


2.根据权利要求1所述的一种斜流/离心叶轮通用的子午流道设计方法，其特征在于，步骤(1)中，叶轮出口均方根半径处端点(M2)的半径为R2rms；叶轮出口均方根半径处端点(M2)在叶轮出口轮盖侧端点(S2)和叶轮出口轮盘侧端点(H2)构成的线段上，线段长度为叶轮出口宽度b2，线段斜率满足：线段的轴向长度分量ΔZ＝b2sinФ2、径向长度分量ΔR＝b2cosФ2；
以叶轮进口均方根半径处端点(M1)和叶轮出口均方根半径处端点(M2)作为圆弧的两个端点，以出口子午倾角Ф2为圆弧角度，确定均方根叶高截面圆弧的圆心OM和圆弧半径RM；叶轮进口轮盖侧端点(S1)的横坐标、叶轮进口均方根半径处端点(M1)的横坐标均与均方根叶高截面的圆心OM的横坐标相同；叶轮进口均方根半径处端点(M1)的半径为R1rms。


3.根据权利要求2所述的一种斜流/离心叶轮通用的子午流道设计方法，其特征在于，步骤(2)中，第二端点(H3)的纵坐标与均方根叶高截面的圆心OM的纵坐标相同，第二端点(H3)的半径R3等于第二端点(H3)的纵坐标，第二端点(H3)到均方根叶高截面的圆心OM的轴向距离等于RM+0.5b2R2rms/R3。


4.根据权利要求3所述的一种斜流/离心叶轮通用的子午流道设计方...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐永洪，席光，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61