本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種抑制液體機(jī)械葉片中汽蝕產(chǎn)生及流動(dòng)分離的方法。本方法是在葉片前緣或葉片上容易產(chǎn)生“汽蝕”或流動(dòng)分離的低壓流動(dòng)區(qū)域的位置，安裝運(yùn)動(dòng)表面，致使葉片表面局部運(yùn)動(dòng)，改變?nèi)~片表面上的壓力分布，使得流過該表面的液體不發(fā)生汽化或改變?cè)瓶栈菪螒B(tài)及流動(dòng)分離形態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽蝕及分離流動(dòng)的抑制或控制，從而抑制液體機(jī)械中產(chǎn)生的噪聲和振動(dòng)，提高水能利用率或提高水泵、水輪機(jī)等流體機(jī)械的效率。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種抑制或控制液體機(jī)械葉片中汽蝕及流動(dòng)分離產(chǎn)生的方法，特別是一種通過表面運(yùn)動(dòng)，提高葉片表面低壓區(qū)的局部壓力，從而抑制或控制云空泡及流動(dòng)分離 的產(chǎn)生、提高能量利用率的方法與裝置。
技術(shù)介紹
在一定的溫度下，當(dāng)液體的壓力低于其飽和蒸汽壓力時(shí)，液體就會(huì)發(fā)生汽化，產(chǎn)生 汽蝕現(xiàn)象。螺旋槳在運(yùn)轉(zhuǎn)中，若其過流部分的局部區(qū)域(常在葉輪葉片進(jìn)口緣稍后處)的 絕對(duì)壓力下降到當(dāng)?shù)販囟认碌钠瘔毫r(shí)，液體在該處開始汽化，產(chǎn)生氣泡。氣泡隨液體 向前流動(dòng)，產(chǎn)生貼附于固體表面的片空泡，隨著片空泡的增大，空泡尾緣發(fā)生振蕩或破碎， 空泡尾緣的液體將高速填充空穴，發(fā)生互相撞擊而形成水擊現(xiàn)象。在螺旋槳、水輪機(jī)、泵等 液體機(jī)械中，汽蝕是一種非常常見的現(xiàn)象。圖2是一個(gè)完整的汽蝕演變過程，片空泡初生 (a)、片空泡成長(zhǎng)及片空泡尾緣回射流產(chǎn)生(b)、回射流沖向片空泡前緣(c)、回射流沖擊片 空泡表面撕碎片空泡形成云空泡(d)，云空泡云團(tuán)向下游移動(dòng)，翼型前緣附近產(chǎn)生新的片空 泡(e)， (f)同(a)，如此完成一個(gè)從片空泡初生、發(fā)展、回射流、云空泡脫落的全過程，也就 是汽蝕過程。汽蝕會(huì)導(dǎo)致葉片的破壞，誘發(fā)振動(dòng)與噪聲，導(dǎo)致流動(dòng)效率降低。為了抑制汽蝕 的發(fā)生，減小流動(dòng)噪聲，前人也提出了一些方法，圖3是在翼型上加障礙物(凸起或凹陷) 的方法，阻礙回射流沖擊片空泡前緣表面，有一定的降噪效果，但仍然很不理想。 目前探測(cè)潛艇最有效的辦法仍然是使用水中設(shè)備，尤其是聲納。對(duì)高速前進(jìn)的潛 艇而言，螺旋槳噪聲是主要噪聲源，而汽蝕是導(dǎo)致螺旋槳噪聲的主要原因。人們已經(jīng)花了很 大的精力來研究空泡的生成機(jī)理，然而如何控制空泡產(chǎn)生？如何抑制由空泡脫落引起的噪 聲與振動(dòng)？還是一個(gè)沒有得到很好解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于針對(duì)上述根本性的問題而提供一種抑制或控制液體機(jī)械葉片 中汽蝕產(chǎn)生及流動(dòng)分離的方法，達(dá)到抑制螺旋槳等液體機(jī)械中噪聲及振動(dòng)產(chǎn)生、提高流動(dòng) 效率的目的。 為了達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)的構(gòu)思是在葉片的最低壓力區(qū)域，安裝可以運(yùn)動(dòng)的表 面，使得該處的壓力比原先沒有運(yùn)動(dòng)表面時(shí)有所提高，高于液體在該溫度下的飽和壓力。這 樣可抑制片空泡產(chǎn)生，既然空泡不能初生，當(dāng)然也就不會(huì)發(fā)展及潰滅了。如此可以有效徹底 地抑制汽蝕的發(fā)生及其誘發(fā)的振動(dòng)與噪聲。同時(shí)，由于最低壓力點(diǎn)壓力有所提高，流動(dòng)分離 得到抑制，從而提高液體機(jī)械的流動(dòng)效率。 根據(jù)上述專利技術(shù)構(gòu)思，本專利技術(shù)采用下述技術(shù)方案 —種抑制液體機(jī)械中汽蝕及流動(dòng)分離產(chǎn)生的方法，其特征在于對(duì)液體機(jī)械中葉片 的前緣或容易產(chǎn)生"汽蝕"的低壓流動(dòng)區(qū)域，安裝運(yùn)動(dòng)表面，改變?nèi)~片表面上的壓力分布，使 得流經(jīng)所述葉片該區(qū)域的液體壓力高于其飽和壓力，避免發(fā)生汽化，抑制初始空化及流動(dòng)分離的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽蝕及流動(dòng)分離的抑制。 上述運(yùn)動(dòng)表面可以安裝在葉片前緣，也可以安裝在葉片的其他低壓區(qū)位置。 上述的運(yùn)動(dòng)表面可以是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的圓柱，也可以是類似皮帶輪的運(yùn)動(dòng)表面。 上述的運(yùn)動(dòng)表可以安裝在靜葉片上，也可以安裝在動(dòng)葉片上。 當(dāng)運(yùn)動(dòng)表面安裝在潮汐透平葉片或其他流體機(jī)械上時(shí)，不但可以抑制氣蝕發(fā)生， 還可以抑制流動(dòng)分離，提高葉片的升阻比，從而提高水能利用率。 本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的優(yōu) 點(diǎn)本專利技術(shù)提供的方法，可以抑制空泡的初生及空泡形態(tài)，提高葉片升阻比，抑制液體機(jī)械 葉片中產(chǎn)生噪音和振動(dòng)，提高能量利用率。附圖說明 圖1是本專利技術(shù)葉片前緣抑制空泡產(chǎn)生的方法方法的機(jī)構(gòu)示意圖。 圖2是汽蝕形成過程示意圖。 圖3是前人在葉片表面增設(shè)障礙物抑制云空泡回射流的模型。 圖4是本專利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例潮汐透平葉片抑制空泡產(chǎn)生的機(jī)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式本專利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖說明如下 實(shí)施例一 參見圖l，本抑制液體機(jī)械葉片中汽蝕產(chǎn)生的方法，其特征在于對(duì)液體 機(jī)械中葉片(1)的前緣或容易產(chǎn)生"汽蝕"的低壓流動(dòng)區(qū)域，安裝旋轉(zhuǎn)圓柱構(gòu)成運(yùn)動(dòng)表面 (2)，從而導(dǎo)致該區(qū)域的液體的壓力高于飽和壓力，避免發(fā)生汽化，抑制初始空化的發(fā)生，實(shí) 現(xiàn)對(duì)汽蝕的抑制。 實(shí)施例二 參見圖4，本抑制液體機(jī)械葉片中汽蝕產(chǎn)生的方法，對(duì)潮汐透平的葉片 (l)，在葉片(1)的前緣，安裝旋轉(zhuǎn)圓柱構(gòu)成運(yùn)動(dòng)表面(2)，旋轉(zhuǎn)圓柱的表面速度是來流水速 的O.廣100倍。這種方法不但可以控制初始空化，還能夠提高葉片的升力系數(shù)，提高水能利用率。權(quán)利要求一種抑制或控制液體機(jī)械葉片中汽蝕產(chǎn)生及流動(dòng)分離的方法，其特征在于對(duì)液體機(jī)械中葉片(1)的前緣或容易產(chǎn)生“汽蝕”的低壓流動(dòng)區(qū)域，安裝運(yùn)動(dòng)表面(2)，使得流經(jīng)所述葉片(1)該區(qū)域的液體隨旋轉(zhuǎn)圓柱(2)表面運(yùn)動(dòng)，從而改變?nèi)~片表面上的壓力分布，使得葉片表面上本來容易發(fā)生汽化的低壓區(qū)消失，避免發(fā)生汽化，抑制初始空化及流動(dòng)分離的發(fā)生，控制云空泡及流動(dòng)分離的形狀，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽蝕與流動(dòng)分離的抑制。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在 于所述的運(yùn)動(dòng)表面(2)安裝在葉片前緣，或者安裝在容易發(fā)生氣蝕的低壓區(qū)域。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在 于所述的運(yùn)動(dòng)表面(2)是旋轉(zhuǎn)圓柱，或者是類似皮帶輪的運(yùn)動(dòng)表面。4. ^iW根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于所述的運(yùn)動(dòng)表面(2)運(yùn)動(dòng)的線速度是來流速度的0. 1 100倍。全文摘要本專利技術(shù)涉及一種。本方法是在葉片前緣或葉片上容易產(chǎn)生“汽蝕”或流動(dòng)分離的低壓流動(dòng)區(qū)域的位置，安裝運(yùn)動(dòng)表面，致使葉片表面局部運(yùn)動(dòng)，改變?nèi)~片表面上的壓力分布，使得流過該表面的液體不發(fā)生汽化或改變?cè)瓶栈菪螒B(tài)及流動(dòng)分離形態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽蝕及分離流動(dòng)的抑制或控制，從而抑制液體機(jī)械中產(chǎn)生的噪聲和振動(dòng)，提高水能利用率或提高水泵、水輪機(jī)等流體機(jī)械的效率。文檔編號(hào)B63B1/38GK101734345SQ200910200539公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日專利技術(shù)者張媛媛, 黃典貴 申請(qǐng)人:上海大學(xué)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種抑制或控制液體機(jī)械葉片中汽蝕產(chǎn)生及流動(dòng)分離的方法，其特征在于對(duì)液體機(jī)械中葉片（１）的前緣或容易產(chǎn)生“汽蝕”的低壓流動(dòng)區(qū)域，安裝運(yùn)動(dòng)表面（２），使得流經(jīng)所述葉片（１）該區(qū)域的液體隨旋轉(zhuǎn)圓柱（２）表面運(yùn)動(dòng)，從而改變?nèi)~片表面上的壓力分布，使得葉片表面上本來容易發(fā)生汽化的低壓區(qū)消失，避免發(fā)生汽化，抑制初始空化及流動(dòng)分離的發(fā)生，控制云空泡及流動(dòng)分離的形狀，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽蝕與流動(dòng)分離的抑制。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃典貴，張媛媛，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：31[中國(guó)|上海]
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