仿生型叶片进口边型式的水泵水轮机转轮

本技术属于水泵水轮机，涉及一种仿生型叶片进口边型式的水泵水轮机转轮。

背景技术：

1、抽水蓄能机组在电力系统中担任调峰、调相等任务，为了满足电网高效运行，抽水蓄能电站成为了当前储能与电网调节的主流手段，而水泵水轮机作为抽水蓄能电站的核心部件，安全和稳定运行至关重要。

2、叶片作为水泵水轮机转轮的核心部件，其水力学性能直接决定了水泵水轮机性能的优劣。无叶区的压力脉动现象普遍存在于水泵水轮机当中，压力脉动不仅造成水泵水轮机的机身振动与不稳定运行，而且影响叶片的流体动力学特性和增加能量损失。因此，研究转轮叶片高压边形状，改善无叶区压力脉动这一现象具有十分重要的意义。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种仿生型叶片进口边型式的水泵水轮机转轮，该水轮机转轮结构能够解决现有水泵水轮机转轮存在的发电工况下，由于转轮与导叶相对运动引起压力脉动的问题。

2、本实用新型所采用的技术方案是，仿生型叶片进口边型式的水泵水轮机转轮，包括上冠，上冠上呈螺旋状均匀分布有若干个叶片，每个叶片的高压边为设计有叶片仿生型前缘。

3、本实用新型的特点还在于：

4、叶片仿生型前缘的线形轮廓的特征点(x,y)满足如下等式：

5、

6、其中，l为仿生叶片的高度，a为仿生叶片在轴向投影振幅，a为25％d，d为两波峰之间的径向长度，x∈(0，d)，t为仿生叶片周期。

7、叶片被包裹在上冠与下环之间。

8、叶片仿生型前缘为锯齿状结构。

9、叶片的数量为7个。

10、本实用新型的有益效果如下：

11、1.本实用新型提供一种仿生型高压边的结构，根据海豚在高速游动时，在其皮肤表面上出现一种动态的脊纹进行设计，海豚作为一种在海洋中生活的生物，在长期进化中形成了圆滑、流畅、流线型的皮肤特征，这些特征使海豚具有高效的减阻机制和更加快速灵活的游动方式。

12、2.本实用新型利用仿海豚皮肤型高压边进口结构的叶片，减少了叶片高压边进口的流体流动阻力，降低叶片高压边进口动能耗散。通过仿生叶片前缘改型，减少叶片高压边的边界层分离，从而改善无叶区的压力脉动问题，提高了叶片高压边前缘部分区域的压力，使叶片抗空化性能得到提高。

技术特征：

1.仿生型叶片进口边型式的水泵水轮机转轮，其特征在于：包括上冠(3)，上冠(3)上呈螺旋状均匀分布有若干个叶片(2)，每个叶片(2)的高压边为设计有叶片仿生型前缘(4)。

2.根据权利要求1所述的仿生型叶片进口边型式的水泵水轮机转轮，其特征在于：所述叶片仿生型前缘(4)的线形轮廓的特征点(x,y)满足如下等式：

3.根据权利要求1所述的仿生型叶片进口边型式的水泵水轮机转轮，其特征在于：所述叶片(2)被包裹在上冠(3)与下环(1)之间。

4.根据权利要求1所述的仿生型叶片进口边型式的水泵水轮机转轮，其特征在于：所述叶片仿生型前缘(4)为锯齿状结构。

5.根据权利要求1所述的仿生型叶片进口边型式的水泵水轮机转轮，其特征在于：所述叶片(2)的数量为7个。

技术总结
本技术公开了仿生型叶片进口边型式的水泵水轮机转轮，包括上冠，上冠上呈螺旋状均匀分布有若干个叶片，每个叶片的高压边为设计有叶片仿生型前缘。本技术通过改变的叶片高压边进口段的边界层分离，有效地减少了转轮与活动导叶之间无叶区的压力脉动，改善叶片前缘压力分布，增强叶片抗空化特性，提高了转轮的水力特性。

技术研发人员：李晨昊,陈真钰,罗兴锜,吴希桐,朱国俊
受保护的技术使用者：西安理工大学
技术研发日：20230927
技术公布日：2024/4/22