[发明专利]一种低比转速离心复合叶轮及其设计方法

权利要求书

1.一种低比转速离心复合叶轮的设计方法，复合叶轮包括前盖板(1)和后盖板(2)，所述的前盖板(1)与后盖板(2)间形成若干叶轮腔(3)，所述的叶轮腔(3)的起始段为单叶片，所述的叶轮腔(3)的出口处为双叶片，所述的叶轮腔(3)中的单叶片与双叶片呈一体化分布；

所述的叶轮腔(3)设有三个，三个叶轮腔(3)呈均分状分布，所述的叶轮腔(3)呈圆弧状，所述的单叶片中叶腔的宽度逐渐扩大，所述的双叶片中叶腔Ⅰ(4)的长度大于叶腔Ⅱ(5)的长度；

所述的双叶片中叶腔Ⅰ(4)与叶腔Ⅱ(5)间形成翼型空间(6)；

其特征在于按以下步骤进行：

(一)、型线设计：工作面型线设计按传统无限叶片数的方法设计，背面型线设计按实际叶片数，利用面积变化比的方法设计；

叶腔Ⅱ的设计型线方式采用副叶轮的设计法，通过将叶腔Ⅱ与后盖板贯通，形成完整的副叶轮；叶轮圆周面的旋转方向形成主副腔交替的流道；

（二）、模型分析：

利用上述方法设计而成的型线，进行三维建模造型，形成三维计算网格模型；进行流场模拟计算，进行优化设计；

流动的分析采用求解器Fluent，解析过程先后为：对实物进行简化并建立几何模型；划分网格；导入网格并检查网格质量；选择处理器、选择湍流模型和边界处理函数；输入或选择流体属性；确定边界条件；选择算法；求解；进行后处理；

边界条件总共有进口、出口、移动壁面、固定壁面以及周期性边界，为了充分模拟水泵水力性能试验过程，数值计算也采用调节不同流量计算扬程的方法，同时通过模拟获得叶轮内部流动的详细信息；

进口边界条件采用速度进口，并且假设整个进口上具有均匀的速度；出口边界采用压力出口，假定无汽蚀情况发生，统一设定出口静压；

运用CFD流体数值计算方法，结合相关实验，研究其内部流场的流动特性，分析其整个水力性能；

(三)、叶轮采用铸造：

制造叶轮采用铸造，其中叶腔Ⅱ形成翼型的翼型空间作为无叶腔，制造时与后盖板贯通，一次性铸造完成。