專利名稱：表面有花紋的葉輪機(jī)械葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域?yàn)槿~輪機(jī)械葉片。
現(xiàn)有的各種葉輪機(jī)械(包括各種壓氣機(jī)，渦輪機(jī)，通風(fēng)機(jī)，風(fēng)扇水輪機(jī)，葉輪泵，風(fēng)力透平等)葉片均采用光滑表面，表面光潔度一般要求得高，傳統(tǒng)的流體力學(xué)和氣動力學(xué)理論認(rèn)為，流體經(jīng)過物體時其表面越光滑流動阻力越小，流動當(dāng)中的能量損失也就越小，由于現(xiàn)代各種葉輪機(jī)械葉片大部分在紊流狀態(tài)下運(yùn)行，近年來的理論和試驗(yàn)研究表明，紊流阻力和紊流附面層內(nèi)部的細(xì)微擬序渦流結(jié)構(gòu)有直接的聯(lián)系，物體表面的結(jié)構(gòu)形式可以影響附面層內(nèi)擬序渦流結(jié)構(gòu)的生成，發(fā)展和碎裂過程。特殊構(gòu)造的非光滑表面，在紊流流場中的阻力有可能較光滑表面的流動阻力更小。根據(jù)這種設(shè)想蘇聯(lián)做了“有關(guān)壓氣機(jī)葉片表面處理的結(jié)構(gòu)和試驗(yàn)”，請見我國1984年出版的“壓氣機(jī)葉柵的空氣動力學(xué)”一書，(蘇聯(lián)FO·M特雷申科著，許家駒譯)書中提供了兩種類型的試驗(yàn)葉片，一種是葉背局部開展向大凹槽，一種是葉背局部加展向棱條，從試驗(yàn)研究結(jié)論得出這些葉片的試驗(yàn)效果都不好，因此沒有多大的實(shí)用價值，據(jù)分析可能是由于凹凸部分的高度和局部分配不合理所造成的試驗(yàn)效果不理想。
本實(shí)用新型的目的就是采取表面有花紋的葉輪機(jī)械葉片，以減少流動損失，提高葉輪機(jī)械效率。
本實(shí)用新型的葉輪機(jī)械葉片的表面結(jié)構(gòu)是由


圖1至圖6給出的。
圖1至圖4是葉片表面呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)示意圖，其中
圖1所示是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)示意圖，圖2所示是“U”型溝紋，圖3所示的是“V”型溝槽，圖4所示是三角形突棱，圖5所示的是表面呈魚鱗狀花紋的結(jié)構(gòu)示意圖，圖6所示的是魚鱗狀花紋的立體圖。
圖中序號1進(jìn)氣邊，2右傾槽中線，3左傾槽中線，4出氣邊，5左、右傾槽線夾角，6“U”型槽底半徑，7槽高，8“V”型槽底角，9“V”型槽寬，10三角形突棱角，11三角形突棱底寬，12三角形突棱高度，13魚鱗狀花紋寬度，14魚鱗狀花紋半徑，15紋片厚度。
下列四表為不同類型的葉片表面的幾何參數(shù)表一“U”型溝紋(見
圖1和圖2)5左、右傾槽線夾角6“U”型槽底半徑(mm)7槽高(mm)0°－150°0.025－1.50.05－3表二“V”型溝槽(見
圖1和圖3)5左、右傾槽線夾角7槽高(mm)8“V”型槽底角0°－150°0.05－330°－90°表三三角形突棱(見
圖1和圖4)5左、右傾槽線夾角10三角形突棱角12三角形突棱高度(mm)0°－150°30°－90°0.05－2表四魚鱗狀花紋(見圖5和圖6)13魚鱗狀花紋寬度(mm)14魚鱗狀花紋半徑15紋片高度(mm)0.5－1001－1500.05－3上列表中給出的5左、右傾槽中線為0°時，氣流方向與槽線平行。
從上列表中給出的有一種表面花紋的葉輪機(jī)械葉片，其葉背和葉盆表面可以是“U”型溝紋或“V”型溝槽或三角形突棱或魚鱗狀花紋。
本實(shí)用新型實(shí)施例采用“U”型溝紋為表面的葉輪機(jī)械葉片，5左、右傾槽線間夾角為90°，7槽高為0.3mm，6“U”型槽底半徑為0.15mm，各傾線之間距離為3.5mm。“U”型溝紋加工在WP－7(甲)高壓氣機(jī)葉片試驗(yàn)件上，“U”型溝紋在葉片出氣邊至2／3弧長處的葉背上全部加工成形，試驗(yàn)在全臺壓氣機(jī)風(fēng)洞中進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果，有“U”型花紋的WP－7(甲)葉片與未有“U”型花紋的WP－7(甲)葉片的試驗(yàn)結(jié)論如下在準(zhǔn)均勻進(jìn)口流場下，有“U”型花紋的葉片與原型葉片相比，使壓氣機(jī)的效率提高，工作點(diǎn)流量和壓比損失減少，使高轉(zhuǎn)速的喘振裕度明顯降低，在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速下，工作點(diǎn)效率提高2.9％，喘振裕度減少0.1％。其它三種有花紋葉片在葉柵風(fēng)洞中所作的試驗(yàn)證明，均可使臨界M數(shù)提高5％左右，氣流轉(zhuǎn)折角增大0.5°－1°，表面分離推遲，效率有不同程度的提高。
本實(shí)用新型的加工方法可以采用機(jī)械加工或電化學(xué)方法制成，也可采用擠壓或精密鑄造方法，也可采用有紋薄膜粘貼成型或其它方法。
權(quán)利要求1.一種有表面花紋的葉輪機(jī)械葉片，其特征在于葉背和葉盆表面可以是“U”型溝紋或“V”溝槽或三角型突棱或魚鱗狀花紋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有表面花紋的葉輪機(jī)械葉片，其特征在于“U”型溝紋的5左、右傾槽線夾角在0°－150°之間，6“U”型槽底半徑在0.025mm－1.5mm之間，7槽高在0.05mm－3mm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面有花紋的葉輪機(jī)械葉片，其特征在于“V”型溝槽5左、右傾槽線夾角在0°－150°之間，7槽高在0.05mm－3mm之間，8“V”型槽底角為30°－90°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面有花紋的葉輪機(jī)械葉片，其特征在于三角形突棱5左、右傾槽線夾角為0°－150°之間，10三角形突棱角為30°－90°，12三角形突棱高度在0.05mm－2mm之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有表面花紋的葉輪機(jī)械葉片其特征在于魚鱗狀花紋13魚鱗狀花紋寬度為0.5mm－100mm之間，14魚鱗狀花紋半徑為1mm－150mm之間，15紋片高度是0.05mm－3mm之間。
專利摘要一種表面有花紋的葉輪機(jī)械葉片，在葉片的葉背和葉盆表面可以有“U”型溝紋、或有“V”型溝槽，或有三角形突棱、或有魚鱗狀網(wǎng)紋，氣流通過上述葉片表面可以減少流動損失，提高葉輪機(jī)械工作效率。
文檔編號F01D5/14GK2030655SQ8720956
公開日1989年1月11日 申請日期1987年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1987年6月30日
發(fā)明者高歌, 苗潤田, 唐智明 申請人:北京航空學(xué)院, 沈陽黎明機(jī)械公司