优化叶片和导叶型式的翼型方案

1.叶片翼型型式

具有双向运行功能的叶轮叶片，按其翼型中线的形状可分为直线形、单曲率形、双曲率形（S型），可分为直形翼型、单曲率翼型、双曲率翼型（S型）。按其对称形，又可分为对称型、非对称型等。

（1）直形翼型。直形翼型的翼弦及中线为重合的直线。如图3-24（a）所示为最大厚度在翼弦中点处的直形翼型。图3-24（a）中的A—A线为翼型最大厚度处垂直于翼弦的直线。

（2）单曲率翼型。单曲率翼型是指翼型中线为单曲率的，即翼型中线无拐点。如图3-24（b）和图3-24（c）所示，图中的A—A线为翼型最大厚度处垂直于翼弦的直线。

（3）S型翼型。S型翼型的翼型中线是双曲率的，翼型中线有拐点。如图3-25所示，图中的A—A线为翼型最大厚度处垂直于翼弦的直线。

2.叶片翼型的对称性

翼型的对称性是指正反向运行时是否具有相同的几何形状、相同的绕流结构、相同的水力性能。贯流式泵站的正反向性能取决于翼型的对称性或对称性程度的大小。

（1）直形翼型、单曲率翼型可分为翼弦对称型、左右对称型、完全对称型、非对称型等。翼弦对称形翼型是指翼型对称于翼弦［如图3-24（a）所示］；左右对称型是指翼型对称于过翼弦中点且垂直于翼弦的直线［如图3-24（b）所示］；完全对称形翼型是指翼型既对称于翼弦，又对称于过翼弦中点且垂直于翼弦的直线［如图3-24（a）所示］，常把完全对称形翼型称为对称形翼型；图3-24（c）所示为非对称翼型。

图3-24　直形及单曲率翼型图

（a）翼弦对称翼型；（b）左右对称翼型；（c）非对称翼型(www.xing528.com)

（2）S型翼型可分为对称形翼型与非对称形翼型。所谓对称性实际上指的是它的反对称性。

如图3-25（a）所示翼型的翼弦、翼型中线、A—A（过翼弦中点）线交于一点，该翼型既不对称于翼弦，又不对称于过翼弦中点且垂直于翼弦的直线，但左半个翼型对称于右半个翼型关于A—A线的镜像，即左半个翼型围绕翼弦与A—A线交点（或翼弦与翼型中线的交点）旋转180°后与右半个翼型重合，该翼型关于A—A线反对称。翼型的正反向运行的水力性能相同，称为完全反对称翼型。

如图3-25（b）所示翼型的翼型中线与A—A（过翼弦中点）的交点不在翼弦上，该交点与翼型前后缘形成下凹的单曲率曲线。该翼型关于翼型中线与A—A的交点反对称，即左半个翼型可由右半个翼型围绕翼型中线与A—A线的交点旋转180°后所得，翼型的正反向运行时的水力性能不同，称为左右对称翼型。

图3-25　S型翼型图

（a）完全反对称翼型；（b）左右对称翼型；（c）、（d）非对称翼型

如图3-25（c）所示翼型的A—A线不过翼弦中点，翼型的最大厚度不在翼弦的中心位置，但翼型中线与A—A线的交点在翼弦上，正反向运行的水力性能不同，称为非对称翼型。

如图3-25（d）所示翼型不但翼型的最大厚度不在翼弦的中心位置，而且翼型中线与A—A线的交点也不在翼弦上，正反向运行的水力性能不同，称为非对称翼型。

采用什么形式的翼型，应根据对双向运行效率、时间等具体要求，然后选择对称形或非对称形翼型，合理的确定非对称翼型的形状和参数，使翼型的水力学性能符合特定泵站的正反向运行要求。

3.导叶型式

导叶虽有把圆周方向的部分动能转换为压能和整流的功能，但也有冲击损失、摩擦损失及排挤的作用，而且导叶配置的前后位置不同，其对流体的作用也不同。特别是对双向运行的水泵，导叶的形状和布置型式对泵的运行效率有很大的影响。导叶的形状有弯曲形、小弯曲形、直板形等；布置型式有前导叶、后导叶、前后双导叶、无导叶等。