(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210832741.0 (22)申请日 2022.07.14 (71)申请人 清华大学 地址 100084 北京市海淀区清华园1号 (72)发明人 谭磊　鲁阳平　马灿　苟金澜　 (74)专利代理 机构 北京清亦华知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11201 专利代理师 李雪静 (51)Int.Cl. F04D 29/18(2006.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种启动瞬态性能优化的叶片设计方法及 其设计的叶片泵 (57)摘要 本发明公开了一种启动瞬态性能优化的叶 片设计方法及其设计的 叶片泵， 启动瞬态性能优 化的叶片设计方法中， 所述叶片具有叶片进口边 和叶片出口边， 所述叶片被构造为在所述叶片 进 口边上任意一点的冲角的大小不相同。 根据本发 明实施例的启动瞬态性能优化的叶片设计方法， 通过对叶片进口边上冲角的设计， 可以有效减小 叶片进口损失， 优化叶片进口边的压力分布， 从 而抑制流动分离， 增大启动结束时的稳定流量， 提高启动瞬态性能。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115199583 A 2022.10.18 CN 115199583 A 1.一种启动瞬态性能优化的叶片设计方法， 其特征在于， 所述叶片具有叶片进口边和 叶片出口边， 所述叶片被构造为在所述叶片进口边上任意 一点的冲角的大小不相同。 2.根据权利要求1所述的启动瞬态性 能优化的叶片设计方法， 其特征在于， 所述叶片进 口边上任意一点的冲角大小， 与该点距离所述叶片进口边的端部的长度和所述叶片进口边 的长度之比满足三次函数的分布规 律。 3.根据权利要求1所述的启动瞬态性 能优化的叶片设计方法， 其特征在于， 所述叶片进 口边上任意 一点的冲角大小满足： 其中， Δβ(x)为所述叶片进口边上任意一点的冲角大小， L为所述叶片进口边的长度， x 为所述叶片进口边上任意一点到所述叶片进口边的第一端的长度， 所述第一端为所述叶片 进口边与轮毂的连接端。 4.根据权利要求3所述的启动瞬态性 能优化的叶片设计方法， 其特征在于， 在轴面坐标 系z‑r中， z轴为叶片旋转轴所在的轴线， z为所述叶片进口边上任意一点在z轴上的坐标， r 为所述叶片进口边上任意一点到所述旋转轴的垂直距离， 叶片进口边的长度L和叶片进口 边上任意 一点到所述叶片进口边的第一端的长度x 满足： 其中， r0为所述第一端到所述旋转轴的垂直距离， r1为所述叶片进口边的第二端到所 述旋转轴的垂直距离， z 0为所述第一端在z轴上的坐标， z1为所述第二端在z轴上的坐标。 5.根据权利要求1所述的启动瞬态性 能优化的叶片设计方法， 其特征在于， 所述叶片设 于轮毂和轮缘之间， 所述叶片与所述轮毂连接， 所述叶片与所述轮缘之间具有间隙以相对 于所述轮缘转动， 所述叶片进口边与所述轮毂 的连接端为第一端， 所述叶片进口边邻近所 述轮缘的一端为第二端， 所述冲角的大小从所述第一端向所述第二端逐渐增大。 6.根据权利要求5所述的启动瞬态性 能优化的叶片设计方法， 其特征在于， 所述冲角在 所述叶片进口边与所述轮毂的连接端的值小于零， 所述冲角在所述叶片进口边邻近所述轮 缘的一端的值 为零。 7.根据权利要求1所述的启动瞬态性 能优化的叶片设计方法， 其特征在于， 所述叶片设 于轮毂和轮缘之间， 流体适于在所述轮毂和所述轮缘形成的流道内流动， 在所述叶片投射 在过所述叶片的旋转轴的平面上， 位于流体流动方向上游且从所述轮毂到所述轮缘的叶片 轮廓线为所述叶片进口边； 位于流体流动方向下游且从所述轮毂到所述轮缘的叶片 轮廓线 为所述叶片出口边。 8.根据权利要求7所述的启动瞬态性 能优化的叶片设计方法， 其特征在于， 所述叶片具 有叶片型线， 在垂直于所述叶片的旋转轴的平面上， 所述叶片型线其上任意一点处的切线 方向与圆周方向形成的夹角为叶片安 放角， 其中， 位于所述叶片进口边上的所述叶片型线端点处 的切线方向与圆周方向形成的夹 角为进口安放角， 所述进口安放角与所述叶片进口边处流体流动的相对液流角的差值为所 述叶片进口边上的冲角。 9.根据权利要求8所述的启动瞬态性 能优化的叶片设计方法， 其特征在于， 在所述叶片权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115199583 A 2进口边与所述叶片出口边之 间， 从所述轮毂到所述轮缘， 可等距离划分出多个点； 用曲线沿 流体流动方向连接所述叶片进.出口边上相对应的点可 形成多条 所述叶片型线。 10.一种叶片泵， 其特征在于， 包括： 轮毂、 轮缘和根据权利要求1 ‑9中任一项所述的启 动瞬态性能优化的叶片设计方法设计的叶片， 所述叶片位于所述轮毂的外周面和所述轮缘 的内周面之间， 所述叶片与所述轮毂连接， 所述叶片与所述轮缘之间具有间隙以相对于所 述轮缘转动， 流体适于在所述轮毂和所述轮缘形成的流道内流动。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115199583 A 3