带有弯槽的贯流式水轮机装置制造方法及图纸

本发明专利技术带有弯槽的贯流式水轮机装置，包括轮毂，轮毂的外壁沿其周向固接有多个叶片，每个叶片的表面均开设有弯槽，弯槽设置于叶片靠近转轮室内壁的间隙侧，弯槽开设于叶片的边缘。本发明专利技术开设弯槽使流体进入槽内，在叶片间隙泄漏涡初生位置附近形成较小的槽泄漏涡，一方面能够显著降低间隙泄漏涡的初生强度，对主间隙泄漏涡起到抑制作用，降低间隙泄漏流动的影响范围，另一方面弯槽的设置能够降低间隙位置流动的流速，从而提升间隙位置的压力，抑制低压区域的产生，从而有效解决泄漏涡导致的压力脉动及叶顶间隙空化现象。本结构的开设方法简单，对工艺的处理方法要求较低，能够简单的在已有叶片及新叶片间隙位置开设弯槽，其实现成本较低。成本较低。成本较低。

【技术实现步骤摘要】
带有弯槽的贯流式水轮机装置


[0001]本专利技术属于流体设备
，具体涉及带有弯槽的贯流式水轮机装置。

技术介绍

[0002]间隙流动广泛存在于水轮机当中，由于装置与外壁间空隙两侧压力较大，间隙尺度较小，所形成的高流速间隙流动会导致间隙泄漏涡的产生，其存在会导致间隙位置的流动稳定性较差，大流速下流动经过小尺度间隙，由于压力释放，且受到主流的裹挟，其顶部流动会向装置的方向卷动，从而形成高速涡流，该涡流一方面缺乏稳定性，不稳定流动会产生较强的压力脉动，使整体流动失稳。另一方面高流速会在叶顶间隙位置产生低压区域，当压力低于汽化压力时，水就会发生汽化，产生空泡，从而发生空化现象，其气泡的发展与溃灭会对装置表面造成破坏，从而使内部流态更加恶化，从而失去稳定性。当涡产生的低压区与靠近装置表面时，由于压力过低发生汽化的气泡，其急速的发展，扩大，溃灭，该过程会产生微小射流，从而对金属装置表面造成损伤。在空化剧烈发生时，大量空泡剧烈的溃灭过程会导致转轮室产生剧烈的振动，从而影响整个机组的稳定运行，影响水轮机整体效率，大大提升水轮机的维护成本。因此对于间隙流动的抑制研究是十分必要的。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供带有弯槽的贯流式水轮机装置，能够对间隙流动起到抑制效果。
[0004]本专利技术所采用的技术方案是，带有弯槽的贯流式水轮机装置，包括轮毂，轮毂的外壁沿其周向固接有多个叶片，每个叶片的表面均开设有弯槽，弯槽设置于叶片靠近转轮室内壁的间隙侧，弯槽开设于叶片的边缘。
[0005]本专利技术的特点还在于：
[0006]弯槽的右侧型线设置于距离叶片前缘进水边15％弦长位置。
[0007]弯槽的右侧型线为半径为R的圆弧，R取叶片弦长的9％。
[0008]弯槽左侧型线与右侧型线结构相同，弯槽右侧型线绕其中点顺时针旋转10
°
后与左侧型线平行。
[0009]弯槽左侧型线与右侧型线之间的间距为w，w取叶片弦长的4％。
[0010]弯槽的深度为d，d取叶片的叶顶与转轮室内壁间隙宽度的50％
[0011]本专利技术的有益效果是：带有弯槽的贯流式水轮机装置，通过在靠近进水边位置开设弯槽使间隙处流体进入槽内，在装置间隙泄漏涡初生位置附近形成较小的槽泄漏涡，一方面能够显著降低间隙泄漏涡的初生强度，对主间隙泄漏涡起到抑制作用，降低间隙泄漏流动的影响范围，另一方面弯槽的设置能够降低间隙位置流动的流速，从而提升间隙位置的压力，抑制低压区域的产生，从而有效解决泄漏涡导致的压力脉动及叶顶间隙空化现象。且本装置能够简单的在已有装置及新装置间隙位置开设弯槽，其实现成本较低。
附图说明
[0012]图1是本专利技术带有弯槽的贯流式水轮机装置中转轮的结构示意图；
[0013]图2是本专利技术带有弯槽的贯流式水轮机装置中转轮的俯视图；
[0014]图3是本专利技术带有弯槽的贯流式水轮机装置中弯槽的结构设置示意图；
[0015]图4是本专利技术带有弯槽的贯流式水轮机装置中弯槽结构设置仿真效果图。
[0016]图中，1.叶片，2.轮毂，3.弯槽。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0018]本专利技术带有弯槽的贯流式水轮机装置，其结构如图1
‑
2所示，包括轮毂2，轮毂2的外壁沿其周向固接有多个叶片1，每个叶片1的表面均开设有弯槽3，弯槽3设置于叶片1靠近转轮室内壁的间隙侧，弯槽3开设于叶片1的边缘。
[0019]叶片1具有压力面和吸力面，在保证其余几何不变的条件下，对间隙位置叶片1边缘做一贯通压力面与吸力面的弯槽3。
[0020]弯槽3的右侧型线设置于距离叶片1前缘进水边15％弦长位置。
[0021]如图3所示，弯槽3的右侧型线为半径为R的圆弧，R取叶片1弦长的9％。
[0022]弯槽3左侧型线与右侧型线结构相同，弯槽3右侧型线绕其中点顺时针旋转10
°
后与左侧型线平行，以增大过流量。
[0023]弯槽3左侧型线与右侧型线之间的间距为w，w取叶片1弦长的4％。
[0024]弯槽3的深度为d，d取叶片1的叶顶与转轮室内壁间隙宽度的50％。
[0025]如图4所示，为弯槽设置前后的流体仿真计算对比图，其中设置弯槽后显著减小了涡形态，改变涡发展过程中的压力分布，从而实现间隙涡流的抑制效果，改善间隙位置流态。
[0026]本专利技术带有弯槽的贯流式水轮机装置，通过在叶片靠近间隙处位置开设弯槽使流体进入槽内，形成较小的槽泄漏涡，对主间隙泄漏涡起到抑制作用，降低间隙位置流速，抑制低压区的产生，可以有效降低水轮机内部间隙泄漏流动的影响，减少间隙位置空化产生的损失。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.带有弯槽的贯流式水轮机装置，其特征在于：包括轮毂(2)，所述轮毂(2)的外壁沿其周向固接有多个叶片(1)，每个所述叶片(1)的表面均开设有弯槽(3)，所述弯槽(3)设置于叶片(1)靠近转轮室内壁的间隙侧，所述弯槽(3)开设于叶片(1)的边缘。2.根据权利要求1所述的带有弯槽的贯流式水轮机装置，其特征在于：所述弯槽(3)的右侧型线设置于距离叶片(1)前缘进水边15％弦长位置。3.根据权利要求1所述的带有弯槽的贯流式水轮机装置，其特征在于：所述弯槽(3)的右侧型线为半径为R的圆弧，R取叶片(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴广宽，王浩洋，冯建军，朱国俊，罗兴锜，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：