[0065] 在上述方案中，所述叶片数Z与比转速ns的关系如下：
[0066]
[0067] 其中，ns为比转速，Z为叶片数。
[0068]在上述方案中，所述确定叶片叶根处最大厚度Tmax具体为:根据转速η、叶片数Z、 叶轮直径D及总功率Ρ，采用DNV船级社高速海船设计规范确定叶片叶根处最大厚度Tmax。
[0069]在上述方案中，所述在所述叶顶处叶片的工作面型线图、所述叶中处叶片的工作 面型线图和所述叶根处叶片的工作面型线图上分别画出叶片的背面型线具体为:根据叶片 叶根处最大厚度Tmax，采用791翼型厚度变化规律，在所述叶顶处叶片的工作面型线图、所 述叶中处叶片的工作面型线图和所述叶根处叶片的工作面型线图上分别画出叶片的背面 型线。
[0070] 在上述方案中，所述圆弧处理的规则为：圆弧直径等于0.006D~0.008D，圆弧分别 与工作面型线及背面型线相切。
[0071] 在上述方案中，所述根据所述叶顶处叶片的型线图、所述叶中处叶片的型线图和 所述叶根处叶片的型线图，画出单个叶片的三维图具体为:根据所述叶顶处叶片的型线图、 所述叶中处叶片的型线图和所述叶根处叶片的型线图，采用方格网保角变换方法画出单个 叶片的三维图。
[0072] 在上述方案中，所述轮毂形状采用圆锥设计。
[0073] 本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0074]通过使用流线法的水力设计方法设计轴流式结构的叶轮，这样，得到的叶轮既具 有轴流式叶轮的易加工、易安装及后期保养费用低等特点，同时又具有混流式叶轮的比转 速高的特点，从而提高了叶轮的适用范围。
【附图说明】
[0075] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。
[0076] 图1是本实施例中叶轮的结构示意图；
[0077] 图2是本实施例中叶轮的剖面结构示意图；
[0078] 图3是本实施例中叶顶处叶片的型线图；
[0079] 图4是本实施例中叶中处叶片的型线图；
[0080] 图5是本实施例中叶根处叶片的型线图；
[0081 ]图6是本实施例中轮毂的半剖面尺寸图。
【具体实施方式】
[0082]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方 式作进一步地详细描述。
[0083] 实施例
[0084]本发明实施例提供的一种喷水推进栗叶轮的设计方法，所述叶轮1采用轴流式结 构，所述叶轮1采用流线法的水力设计方法，所述采用流线法的水力设计方法的步骤如下： [0085] 确定所述叶轮1的设计目标参数：流量Q = 0.76m3/s、扬程H = 35m、转速n = 2000rpm、机械效率％=0.97、容积效率％ = 〇. 98、总功率P = 287kW、轮毂形状及尺寸(包括长 度Ll = 10_、长度L2 = 75.5mm、长度L3 = 43.5_，轮毂厚度Th= 17 · 5_，轮毂进口半径Rhi = 38mm，出口半径Rho = 98.5mm，内孔半径Rl = 25mm，内孔半径R2 = 40mm，锥度角0 = 17deg、锥 度角γ =6deg，轮毂长度Lh = 200mm，参见图6)、叶顶入流角β〇ι = 21°、叶顶处叶片宽度b〇 = 0.1485m、叶中处叶片宽度bc = 0.16m、叶根处叶片宽度bh = 0.1716m;
[0086]依据流量相似公式确定所述叶轮1的直径D，计算公式为：
[0087]
[0088] 其中，Q的单位为m3/s，D的单位为m，K = nD，具体地，第一次计算时给定K在600~ 700间的某个初值Κ，然后根据该初值Κ确定初始直径D，再通过所述转速η重新计算Κ并代入 公式进行迭代计算，最后确定所述叶轮1的最终直径D = 0.33m;
[0089] 确定所述叶轮1的叶顶进口圆周速度U〇i，计算公式为：
[0090]
[0091] 其中，doi为所述叶轮1的进口叶顶直径，d〇i = D;
[0092] 确定所述叶轮1的理论轴向速度Cmi，计算公式为：
[0093]
[0094] 确定所述叶轮1的叶中进口圆周速度11。1，计算公式为：
[0095]
[0096] 其中，dci为所述叶轮1的进口叶中直径，dci = (d〇i+dhi)/2 = 0.21m，dhi为所述叶轮1 的进 口叶根直径，dhi = 0 · 27*(1。1 = 0 · 09m;
[0097] 确定所述叶轮1的叶中处入流角0。1，计算公式为：
[0098]
[00"]确定所述叶轮1的叶根进口圆周速度Uhl，计算公式为：
[0100]
[0101]确定所述叶轮1的叶根处入流角βω，计算公式为：
[0102]
[0103]确定所述叶轮1的理论流量Qi，计算公式为：
[0104]
[0105] 确定所述叶轮1的叶顶处轴面速度Cm2。；
[0106]
[0107] 其中，cL·为所述叶轮1的出口叶顶直径，(1。2 = D = 0.33m，dh2为所述叶轮1的出口叶 根直径，dh2 = 0 · 6*(1。2 = 0 · 2m;
[0108] 确定所述叶轮1的比转速113，计算公式为：
[0109]
[0110] 确定喷水推进栗的总效率％?Ρ，计算公式为：
[0111]
[0112] 其中，相对流量Qref = lkg/m3;
[0113] 确定所述叶轮1的水力效率％，计算公式为：
[0114]
;
[0115]确定所述叶轮1的叶顶出口圆周速度U2。，计算公式为：
[0116]
[0117] 确定所述叶轮1的叶顶圆周分量Cu2。；
[0118]
[0119] 确定所述叶轮1的叶顶处出口角β〇2,计算公式为：
[0120]
[0121 ]确定所述叶轮1的叶中处出口角0。2,计算公式为：
[0122]
[0123] 其中，dC2为所述叶轮1的出口叶中直径，dC2 = ((1。2+42)/2 = 0 · 26m;
[0124] 确定所述叶轮1的叶根处出口角&?，计算公式为：
[0125] V ΙΚ?. /
\ /
[0126] 如图3、图4和图5所示，根据所述轮毂形状、所述叶顶处叶片宽度b。、所述叶中处叶 片宽度b。、所述叶根处叶片宽度bh、所述进口叶顶直径cU、所述进口叶中直径cU、所述进口 叶根直径dhl、所述出口叶顶直径(1。2、所述出口叶中直径(1。2、所述出口叶根直径dh2，采用方格 网保角变换方法分别画出叶顶处方格图、叶中处方格图和叶根处方格图，该方格网保角变 换方法出自《栗设计手册》；
[0127] 根据所述叶顶入流角β〇ι、所述叶中处入流角0。1、所述叶根处入流角&1、所述叶顶 处出口角队2、所述叶中处出口角&2、所述叶根处出口角沉2、以及所述叶顶处叶片宽度b。、所 述叶中处叶片宽度b。、所述叶根处叶片宽度bh，采用单圆弧法光滑过渡设计方法，分别在所 述叶顶处方格图、所述叶中处方格图和所述叶根处方格图上画出工作面型线，对应得到叶 顶处叶片的工作面型线图、叶中处叶片的工作面型线图和叶根处叶片的工作面型线图（参 见图3、图4和图5)，该单圆弧法光滑过渡设计方法出自《栗设计手册》；
[0128] 根据叶片数Z与比转速113的关系，确定所述叶轮1的叶片数Z = 5，具体地，所述叶片 数Z与比转速~的关系如下：
[0129]
[0130] 其中，ns为比转速，Z为叶片数，该表摘自《栗设计手册》；
[0131 ]根据转速η、叶片数Z、叶轮直径D及总功率P，采用DNV(挪威船级社)船级社高速海 船设计规范 1996版(Rules for High and Light Craft,January 1996)，确定叶片叶根处 最大厚度Tmax;
[0132] 根据叶片叶根处最大厚度Tmax，采用791翼型厚度变化规律，在所述叶顶处叶片的 工作面型线图、所述叶中处叶片的工作面型线图和所述叶根处叶片的工作面型线图上分别 画出叶片的背面型线，对应得到叶顶处叶片的双面型线图、叶中处叶片的双面型线图和叶 根处叶片的双面型线图（参见图3、图4和图5)，该791翼型厚度变化规律出自《栗设计手册》；
[0133] 将所述叶顶处叶片的双面型线图、所述叶中处叶片的双面型线图和所述叶根处叶 片的双面型线图分别在各自的叶片前缘和尾缘处作圆弧处理，对应得到叶顶处叶片的型线 图、叶中处叶片的型线图和叶根处叶片的型线图（参见图3、图4和图5)，具体地，所述圆弧处 理的规则为：圆弧直径等于0.006D~0.008D，圆弧分别与工作面型线及背面型线相切，该规 则出自《栗设计手册》；
[0134] 根据所述叶顶处叶片的型线图、所述叶中处叶片的型线图和所述叶根处叶片的型 线图，采用方格网保角变换方法画出