Chap3-导水机构的流体动力学数字化设计讲解.pptVIP

西华大学 赖喜德 教授 第3章 导水机构的流体动力学数字化设计 主要内容 3.1 导水机构的类型与流体动力学设计要求 3.2 固定导叶的数字化设计方法 3.3 活动导叶的数字化设计方法 3.4 导水机构的数字化设计软件开发 3.1导水机构的类型与流体动力学设计要求 在水轮机中，为了使流体在进入转轮前形成转轮进口所需要的流动条件和调节流量，一般设计有导水机构。 在汽轮机中，在转子前的定子也有类似作用。 在多级泵和压缩机的扩压器中，为了将叶轮出口的动压更有效转换为静压，在叶轮出口与蜗壳进口之间设计导叶作为扩压元件，其导叶设计类似于水轮机固定导叶。 不同类型的机器，具体的设计方法会有一些差别，但是主要数字化设计思路是一致的。采用类似于叶轮流体动力学数字化设计思路，先采用简化模型初步设计导水机构，然后根据流场数值模拟结果来优化导叶型线设计。 3.1导水机构的类型与流体动力学设计要求 导水机构按形式可以分为： 径向式 斜向式 轴向式 导叶传统设计方法： 确定导叶进出口角——设计出导叶骨线——加厚得到叶片 3.2 固定导叶的数字化设计方法 固定导叶的两种设计方法： 不改变环量：导叶骨线设计成与蜗壳相同的等螺线形状，考虑冲角 改变环量： 进口角=蜗壳出口水流角+冲角 出口角=活动导叶处于最大开度与最优开度之间的中间位置时的导叶进口角 3.2.1 有关参数的计算和确定 固定导叶骨线与进出口角度 固定导叶骨线几何参数定义 3.2.2 固定导叶的骨线方程 （式3.4~3.5) 3.2.3 固定导叶加厚的数字化方法 一般沿骨线的两侧对称加厚 数字化模型（式3.6~3.10) 图3-3、3-4，见教材P60~61 3.2.4 固定导叶的叶型曲线拟合方法 采用第一类型三次样条函数（或者B-spline）对骨线及上、下叶型廓线进行拟合。 3.3 活动导叶的数字化设计方法 3.3.1 几何参数的确定 根据固定导叶出口角，考虑冲角来确定活动导叶的进口角 （式3.11) 根据转轮进口流场要求，导叶高度，考虑冲角来确定活动导叶的出口角 （式3.12) 图3-6 3.3.2 活动导叶的骨线方程（式3.13~3.16) 图3-7 3.3.3 活动导叶加厚的数字化方法 活动导叶的叶型加厚与固定导叶叶型加厚方法一样，一般沿骨线两侧对称加厚。 3.3.4 活动导叶的叶型曲线拟合 活动导叶的骨线方程 导水机构3D装配 3.4 导水机构的数字化设计软件开发 西华大学 赖喜德 教授