CN112182792B - 一种斜流/离心叶轮通用的子午流道设计方法 - Google Patents

Abstract

一种斜流/离心叶轮通用的子午流道设计方法，先确定叶轮轮盖型线，轮盖型线包括直线段和圆弧段，圆弧段的圆心在由均方根叶高截面的圆心和叶轮出口均方根半径处端点相连的直线上，轮盖侧中间端点的横坐标与圆弧段的圆心的横坐标相同；轮盖侧中间端点的纵坐标与叶轮进口轮盖侧端点的纵坐标相同；直线段由叶轮进口轮盖侧端点和轮盖侧中间端点连线确定；确定轮盘型线；将轮盖型线和轮盘型线沿旋转轴转动360°，得到轮盖面和轮盘面。本发明采用的子午流道型线构造元素为简单的直线、圆弧，因而可加工性好。叶轮轮盖型线的前端为半径相同的直线，确保了在进口至喉部的流道区间内不会产生较大的叶尖马赫数变化，从而降低大流量系数下的激波损失。

Description

一种斜流/离心叶轮通用的子午流道设计方法

技术领域

本发明涉及叶轮机械设计领域，具体涉及一种斜流/离心叶轮通用的子午流道设计方法。

背景技术

斜流/离心叶轮是在石油化工、空气分离、航空航天等领域广泛应用的、用以实现功能转换的核心部件。大型化、紧凑高性能、高压比是压缩机发展的重要趋势，而大流量系数斜流/离心叶轮是实现这些目标的一种高效叶轮类型。例如，“斜流+离心”组合压缩机构型具备在特大型空分装置中替代“多级轴流”压缩机构型的潜力，“斜流+离心”组合构型能有效提升机组紧凑性、降低制造和维护成本(参见中国发明专利“带级间冷却的两级大流量斜流-离心组合压缩机”，专利号：ZL201510661761.6，授权日：2017-10-20)。但截止目前斜流压缩机尚无完善的设计体系，大多数斜流叶轮设计仍借助于离心式压缩机的设计方法。子午流道设计作为压缩机设计过程中的一个重要环节，设计结果对气动性能和可加工性均有显著的影响。由于子午流道设计尚无明确的设计准则，传统的离心叶轮子午流道设计多基于过水面积法并采用圆弧、直线等简单元素组合，这种设计方法简单且利于加工。也有采用控制曲率分布的离心叶轮流道设计方法(参见中国发明专利“一种控制曲率分布的离心叶轮流道设计方法”，专利号：ZL201210546397.5，授权日：2015-06-10)，这种方法设计的型线连续性较好，但加工复杂性比圆弧、直线等更高。斜流叶轮相比于离心叶轮，多了一个显著的设计变量——子午出口倾角Ф₂，这带来的直接影响是叶轮子午流道具有更大的可变性。例如，流量系数较小、压比较高的斜流/离心叶轮，通常需要较长、流道型线曲率变化均匀的流道；而流量系数较大的叶轮除了要求具有更大的通流能力，还需要通过子午流道合理设计最大程度上控制进口叶尖激波的强度以及出口轮盖侧的分离强度，因而需要在叶轮前半段确保轮盖型线半径变化不至于过快、在叶轮后半段确保轮盖型线曲率均匀。如果是需要径向排气的斜流叶轮，还需要配合设计合适的斜向转径向流道。由于设计要求的增多，导致斜流叶轮的子午流道设计更为复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种加工性较好、曲率连续性较好的斜流/离心叶轮通用子午流道设计方法。

为达到上述目的，本发明的方法包括以下步骤：

一种斜流/离心叶轮通用的子午流道设计方法，包括以下步骤：

(1)确定子午流道的轮盖型线：

叶轮轮盖型线包括直线段和圆弧段，其中圆弧段由轮盖侧中间端点、叶轮出口轮盖侧端点以及出口子午倾角Ф₂确定，圆弧段的圆心O_S在由均方根叶高截面的圆心O_M和叶轮出口均方根半径处端点相连的直线上，轮盖侧中间端点的横坐标与圆弧段的圆心O_S的横坐标相同；轮盖侧中间端点的纵坐标与叶轮进口轮盖侧端点的纵坐标相同，均等于叶轮进口轮盖侧端点的半径R_1t；直线段由叶轮进口轮盖侧端点和轮盖侧中间端点连线确定；

(2)确定子午流道的轮盘型线：

叶轮轮盘型线为圆弧段，由叶轮进口轮盘侧端点、叶轮出口轮盘侧端点和第二端点确定叶轮轮盘的圆心O_H和圆弧半径R_H，其中叶轮进口轮盘侧端点的纵坐标为叶轮进口轮盘侧端点的半径R_1h，叶轮进口轮盘侧端点的横坐标与叶轮进口轮盖侧端点的横坐标相同；

(3)将步骤(1)获得的轮盖型线和步骤(2)获得的轮盘型线沿旋转轴转动360°，得到轮盖面和轮盘面。

本发明进一步的改进在于，步骤(1)中，叶轮出口均方根半径处端点的半径为R_2rms；叶轮出口均方根半径处端点在叶轮出口轮盖侧端点和叶轮出口轮盘侧端点构成的线段上，线段长度为叶轮出口宽度b₂，线段斜率满足：线段的轴向长度分量ΔZ＝b₂sinФ₂、径向长度分量ΔR＝b₂cosФ₂；

以叶轮进口均方根半径处端点和叶轮出口均方根半径处端点作为圆弧的两个端点，以出口子午倾角Ф₂为圆弧角度，确定均方根叶高截面圆弧的圆心O_M和圆弧半径R_M；叶轮进口轮盖侧端点的横坐标、叶轮进口均方根半径处端点的横坐标均与均方根叶高截面的圆心O_M的横坐标相同；叶轮进口均方根半径处端点的半径为R_1rms。

本发明进一步的改进在于，步骤(2)中，第二端点的纵坐标与均方根叶高截面的圆心O_M的纵坐标相同，第二端点的半径R₃等于第二端点的纵坐标，第二端点到均方根叶高截面的圆心的轴向距离等于R_M+0.5b₂R_2rms/R₃。

本发明进一步的改进在于，当出口子午倾角Ф₂等于90°时，叶轮为离心叶轮；当0°<Ф₂<90°时，叶轮为斜流叶轮。

本发明进一步的改进在于，若叶轮为斜流叶轮，子午流道还包含引导叶轮出口气流由斜向转到径向的无叶扩压器过渡段的轮盖侧型线和轮盘侧型线。

本发明进一步的改进在于，无叶扩压器过渡段的出口截面端点通过以下过程确定：以叶轮进口均方根半径处端点为圆弧起点，O_M为均方根叶高截面的圆心，R_M为半径画圆弧，取圆心角为90°的圆弧终止位置作为过渡段出口截面的中间端点，过渡段出口截面的中间端点的纵坐标与均方根叶高截面的圆心O_M的纵坐标相同；在过渡段出口截面的中间端点轴向方向取长度为b₃的直线段，则过渡段出口截面盖盘两侧的端点分别为第一端点和第二端点，b₃＝b₂R_2rms/R₃，即线段S₃H₃的长度为b₃，R₃为端点M₃的半径。

本发明进一步的改进在于，将斜流叶轮的无叶扩压器过渡段出口宽度b₃缩小或放大，形成收缩或扩张的过渡段通道。

本发明进一步的改进在于，(0.7b₂R_2rms/R₃)≤b₃≤(1.2b₂R_2rms/R₃)。

本发明进一步的改进在于，无叶扩压器过渡段的轮盖侧型线为圆弧线，由轮盖侧中间端点、叶轮出口轮盖侧端点和第一端点确定圆弧线的圆心O_P和半径R_P；无叶扩压器过渡段的轮盖侧型线取叶轮出口轮盖侧端点和第一端点之间的圆弧段；无叶扩压器过渡段的轮盘侧型线为圆弧线，圆弧线的圆心为O_H、半径为R_H，过渡段的轮盘侧型线取端点和第二端点之间的圆弧段。

本发明进一步的改进在于，将第二端点的横坐标沿轴向方向平移距离ΔZ_b3来减小或增大轮盘圆弧线的圆弧半径R_H，以达到调节子午流道的通流能力、调节叶轮-过渡段轴向长度的目的；

平移距离的绝对值|ΔZ_b3|小于0.5b₂R_2rms/R₃，b₂为叶轮出口宽度，R_2rms为叶轮出口均方根半径处端点M₂的半径，R₃为第二端点的半径。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明采用的子午流道型线构造元素为简单的直线、圆弧，因而可加工性好。

(2)叶轮子午流道的圆弧轮盘型线、由直线与圆弧构成的组合轮盖型线均具有相对连续的曲率变化，因而不会导致流道面积突变引起严重流动损失，叶轮后半段的轮盖型线具有均匀的曲率，不会因曲率变化过大造成轮盖侧严重流动分离。

(3)叶轮轮盖型线的前端为半径相同的直线，确保了在进口至喉部的流道区间内不会产生较大的叶尖马赫数变化，从而降低大流量系数下的激波损失。

(4)仅通过控制叶轮进口轮盖半径R_1t、轮盘半径R_1h、叶轮出口均方根半径R_2rms、出口宽度b₂与出口子午倾角Ф₂等参数，即可快速生成高效子午构型，对出口子午倾角Ф₂、进出口半径比R_1t/R_2rms等参数的适应性强，特别适用于流量系数φ＝0.1～0.3(定义

)、出口倾角为50°～80°的斜流叶轮子午造型，也可用于离心叶轮的子午流道设计。

附图说明

图1为本发明子午流道示意图。其中，(a)为关键端点、圆心和半径，(b)为几何参数的定义。

图2为本发明在不同出口子午倾角Ф₂和进出口半径比R_1t/R_2rms参数下的子午流道构型示例，图中过渡段进出口面积比A₃/A₂＝1，过渡段出口轴向偏移量ΔZ_b3＝0。其中，(a)为Ф₂＝60°，R_1t/R_2rms＝0.65，(b)为Ф₂＝70°，R_1t/R_2rms＝0.65，(c)为Ф₂＝80°，R_1t/R_2rms＝0.65，(d)为Ф₂＝90°，R_1t/R_2rms＝0.65，(e)为Ф₂＝60°，R_1t/R_2rms＝0.75，(f)为Ф₂＝70°，R_1t/R_2rms＝0.75，(g)为Ф₂＝80°，R_1t/R_2rms＝0.75，(h)Ф₂＝90°，R_1t/R_2rms＝0.75，(i)为Ф₂＝60°，R_1t/R_2rms＝0.85，(j)为Ф₂＝70°，R_1t/R_2rms＝0.85，(k)为Ф₂＝80°，R_1t/R_2rms＝0.85，(l)为Ф₂＝90°，R_1t/R_2rms＝0.85，(m)为Ф₂＝60°，R_1t/R_2rms＝0.95，(n)为Ф₂＝70°，R_1t/R_2rms＝0.95，(o)为Ф₂＝80°，R_1t/R_2rms＝0.95，(p)为Ф₂＝90°，R_1t/R_2rms＝0.95。

图3为本发明在不同无叶扩压器过渡段进出口面积比A₃/A₂和不同过渡段出口轴向偏移量ΔZ_b3参数下的子午流道构型示例，图中出口子午倾角Ф₂＝70°，进出口半径比R_1t/R_2rms＝0.75。其中，(a)为A₃/A₂＝0.8，(b)为A₃/A₂＝0.9，(c)为A₃/A₂＝1.0，(d)为A₃/A₂＝1.1，(e)为ΔZ_b3＝-40mm，(f)为ΔZ_b3＝-20mm，(g)为ΔZ_b3＝0mm，(h)为ΔZ_b3＝20mm。

图4为本发明具体实施例的叶轮正视图和侧视图，其中，(a)为正视图，(b)为侧视图。

图5为本发明具体实施例的叶轮性能曲线，其中，(a)为叶轮总压比，(b)为叶轮多变效率。

图6为本发明的结构示意图。

附图中标号含义为：

1、叶片前缘；2、叶轮轮盖型线直线段；3、叶轮轮盖型线圆弧段；4、无叶扩压器过渡段盖侧型线；5、无叶扩压器过渡段出口型线；6、无叶扩压器过渡段盘侧型线；7、叶片尾缘；8、叶轮轮盘型线；9、叶轮均方根叶高截面辅助线。

附图中符号含义为：

O_M、O_S、O_H、O_P——均方根叶高截面的圆心、叶轮轮盖圆弧段的圆心、叶轮轮盘的圆心、过渡段盖侧圆弧型线的圆心；

S₁、S₁₅、S₂、S₃——叶轮进口的盖侧端点、轮盖侧中间端点、叶轮出口轮盖侧端点、第一端点；

M₁、M₂、M₃——均方根叶高截面辅助设计线的端点；

H₁、H₂、H₃——轮盘侧型线的端点；

R_1t、R_1rms、R_1h——叶轮进口轮盖侧、均方根叶高截面、轮盘侧端点的半径，mm；其中

R_2t、R_2rms、R_2h——叶轮出口轮盖侧、均方根叶高截面、轮盘侧端点的半径，mm；其中

b₂——叶轮出口宽度，mm；

Ф₂——叶轮出口子午倾角，°；

R₃——端点H₃、无叶扩压器过渡段出口截面的半径，mm；

b₃——无叶扩压器过渡段出口截面的宽度，mm；

A₂、A₃——叶轮出口面积、无叶扩压器过渡段出口面积，mm²；

ΔZ_b3——无叶扩压器过渡段出口截面的轴向平移量，mm；

φ——流量系数；

η_p,02——叶轮多变效率；

π_tt,02——叶轮总压比。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施方式仅为解释本发明，而不用于限定本发明。

参见图6，本发明所构造的具体实施例子午流道中，叶轮为轴向进气的斜流叶轮，经无叶扩压器引导后径向出气。叶轮均方根叶高截面辅助线9可以看作是子午流道内的平均流动轨迹。子午流道的轮盖型线由叶轮轮盖型线直线段2和叶轮轮盖型线圆弧段3构成，子午流道的叶轮轮盘型线8为圆弧段。由于叶轮为斜流叶轮，子午流道还包含引导叶轮出口气流由斜向转到径向的无叶扩压器过渡段盖侧型线4和无叶扩压器过渡段盘侧型线6，二者均为圆弧段；无叶扩压器过渡段出口型线5为过渡段的终止位置。叶轮叶片设计时，采用了直线型的叶片前缘1和叶片尾缘7。下面以流量系数为0.2374的某斜流叶轮的子午流道设计为例进行说明(位置坐标单位：mm)。

(1)通过斜流/离心叶轮一维设计方法确定主要输入参数，并选定附加设计参数。

主要输入参数包括叶轮进口轮盖半径R_1t＝649mm、轮盘半径R_1h＝151mm，叶轮出口均方根半径R_2rms＝865mm、出口宽度b₂＝228mm、出口子午倾角Ф₂＝70°。附加设计参数：无叶扩压器过渡段进出口面积比A₃/A₂＝1，过渡段出口偏移量ΔZ_b3＝0mm。

参见图3中(a)-(h)，可以看出不同无叶扩压器过渡段进出口面积比A₃/A₂和不同过渡段出口轴向偏移量ΔZ_b3参数下的子午流道构型。

(2)确定叶轮进口和出口的盖盘侧端点半径。

如图1中(a)和(b)以及图6所示，叶轮进口的盖侧端点为S₁，盘侧端点为H₁，叶轮进口的盖侧端点S₁和盘侧端点H₁的半径分别为R_1t＝649mm和R_1h＝151mm，则叶轮进口均方根半径处端点M₁的半径为

叶轮出口宽度为b₂＝228mm的线段，由轮盖侧端点S₂和轮盘侧端点H₂连接构成，线段斜率满足条件：线段的轴向长度分量为ΔZ＝b₂sinФ₂、径向长度分量为ΔR＝b₂cosФ₂，轮盖侧端点S₂和轮盘侧端点H₂的均方根半径处端点M₂的半径为R_2rms＝865mm，出口子午倾角Ф₂＝70°，计算得端点S₂的半径为R_2t＝903.111mm，端点H₂的半径为R_2h＝825.130mm。

(3)确定叶轮均方根叶高截面的辅助设计线圆弧的圆心和半径。

取轮盖侧端点S₂和轮盘侧端点H₂的均方根半径处端点M₂轴向坐标为坐标零点，即端点M₂位置为(0,865)。叶轮均方根叶高截面辅助线9圆弧的圆心O_M通过以下过程确定：以叶轮进口均方根半径处端点M₁和叶轮出口均方根半径处端点M₂作为圆弧的两个端点，以出口子午倾角Ф₂＝70°为圆弧角度，可确定均方根叶高截面的圆心O_M(-562.448,1069.714)和圆弧半径R_M＝598.544mm。

(4)确定子午流道的轮盖型线。

叶轮轮盖型线包括一条直线段和一条圆弧段，其中圆弧段由轮盖侧中间端点S₁₅、叶轮出口轮盖侧端点S₂以及出口子午倾角Ф₂确定，图2中(a)-(p)为不同出口子午倾角Ф₂和进出口半径比R_1t/R_2rms参数下的子午流道构型示例。圆弧段的圆心O_S在由均方根叶高截面的圆心O_M和叶轮出口均方根半径处端点M₂相连的直线上，端点S₁₅的横坐标与圆心O_S的横坐标相同；端点S₁₅的纵坐标与叶轮进口轮盖侧端点S₁的纵坐标相同，均等于叶轮进口轮盖侧端点S₁的半径R_1t；直线段由叶轮进口轮盖侧端点S₁和端点S₁₅连线确定。计算得圆心O_S位置为(-467.618,1035.199)，圆弧半径为R_S＝386.199mm；端点S₁₅位置为(-467.618,649)，端点S₂位置为(-104.709,903.111)。

轮盖侧端点S₁的横坐标、叶轮进口均方根半径处端点M₁的横坐标均与均方根叶高截面的圆心O_M的横坐标相同，则轮盖侧端点S₁的位置为(-562.448,649)，叶轮进口均方根半径处端点M₁的位置为(-562.448,471.170)。其余轮盖型线坐标点见表1。

表1轮盖和轮盘型线坐标(单位：mm)

(5)确定子午流道的轮盘型线。

轮盘型线为圆弧段，由叶轮进口轮盘侧端点H₁、叶轮出口轮盘侧端点H₂和第二端点H₃三点确定圆心O_H和圆弧半径R_H，其中叶轮进口轮盘侧端点H₁的纵坐标为叶轮进口轮盘侧端点H₁的半径R_1h，叶轮进口轮盘侧端点H₁的横坐标与轮盖侧端点S₁的横坐标相同。计算得端点H₁的位置为(-562.448,151)。

第二端点H₃的纵坐标与均方根叶高截面的圆心O_M的纵坐标相同，第二端点H₃的半径R₃等于第二端点H₃的纵坐标，第二端点H₃到均方根叶高截面的圆心O_M的轴向距离等于R_M+0.5b₂R_2rms/R₃。计算得第二端点H₃的位置为(128.186,1069.714)。圆心O_H位置为(-754.033,1013.968)和圆弧半径为R_H＝883.979mm,端点H₂位置为(109.541,825.130)。其余轮盘型线坐标点见表1。

(6)确定无叶扩压器过渡段出口端点位置及盖盘侧圆弧参数。

无叶扩压器过渡段的出口截面端点的确定方法为：以端点M₁为圆弧起点，O_M为圆心，R_M为半径画圆弧，取圆心角为90°的圆弧终止位置作为过渡段出口截面的中间端点M₃，端点M₃的纵坐标与均方根叶高截面的圆心O_M的纵坐标相同，即端点M₃的半径为R₃；在端点M₃轴向方向取长度为b₃的直线段，则过渡段出口截面盖盘两侧的端点分别为第一端点S₃和第二端点H₃，b₃＝b₂R_2rms/R₃，即线段S₃H₃的长度为b₃。计算得端点M₃的位置为(36.097,1069.714)，第一端点S₃的位置为(-55.993,1069.714)。

无叶扩压器过渡段的轮盖侧型线为圆弧线，由端点S₁₅、端点S₂和第一端点S₃三点确定圆弧线的圆心O_P和半径R_P；过渡段的轮盖侧型线取端点S₂和第一端点S₃之间的圆弧段。无叶扩压器过渡段的轮盘侧型线为圆弧线，圆弧线的圆心为O_H、半径为R_H，过渡段的轮盘侧型线取端点H₂和第二端点H₃之间的圆弧段。计算得过渡段盖侧圆弧型线的圆心O_P位置为(-524.368，1116.247)，圆弧半径为R_P＝470.681mm。其余盖盘侧型线坐标点见表1。

(7)将上述步骤获得的轮盖型线和轮盘型线沿旋转轴转动360°即得到轮盖面和轮盘面，采用该子午流道型线的叶轮三维造型，如图4中(a)和(b)所示。

给定叶轮表面粗糙度为3.2μm，设计转速下叶轮数值预测性能如图5中(a)和(b)所示。叶轮在设计点总压比为2.3(设计要求级压比为2.1)，多变效率为94.89％；峰值多变效率为95.99％，具有较高的性能水平和设计余量。验证了本发明所述子午流道设计方法的有效性。

基于本方法形成的子午流道由直线、圆弧等简单元素构成，具有较好的可加工性，并可在不同叶轮出口子午倾角Ф₂、进出口半径比R_1t/R_2rms等参数下快速生成对应的高效斜流/离心子午构型，流道损失小，该构型能够满足斜流/离心叶轮的气动设计要求。

另一方面，当斜流叶轮出口子午倾角为90°时即成为了离心叶轮，故可以认为离心叶轮的子午流道设计是斜流叶轮子午流道设计的一种延伸特例。当发展一种斜流叶轮子午流道设计方法时，必然可以推导出对应的离心叶轮子午流道型线。本发明即以斜流叶轮为主要出发点，公开了一种斜流/离心叶轮通用的子午流道设计方法。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施例，任何熟悉本技术领域的技术人员利用本发明书内容所做的等效结构变换，或直接或间接运用附属在其他相关产品的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种斜流/离心叶轮通用的子午流道设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)确定子午流道的轮盖型线：

叶轮轮盖型线包括直线段和圆弧段，其中圆弧段由轮盖侧中间端点(S₁₅)、叶轮出口轮盖侧端点(S₂)以及出口子午倾角Ф₂确定，圆弧段的圆心O_S在由均方根叶高截面的圆心O_M和叶轮出口均方根半径处端点(M₂)相连的直线上，轮盖侧中间端点(S₁₅)的横坐标与圆弧段的圆心O_S的横坐标相同；轮盖侧中间端点(S₁₅)的纵坐标与叶轮进口轮盖侧端点(S₁)的纵坐标相同，均等于叶轮进口轮盖侧端点(S₁)的半径R_1t；直线段由叶轮进口轮盖侧端点(S₁)和轮盖侧中间端点(S₁₅)连线确定；

(2)确定子午流道的轮盘型线：

叶轮轮盘型线为圆弧段，由叶轮进口轮盘侧端点(H₁)、叶轮出口轮盘侧端点(H₂)和第二端点(H₃)确定叶轮轮盘的圆心O_H和圆弧半径R_H，其中叶轮进口轮盘侧端点(H₁)的纵坐标为叶轮进口轮盘侧端点(H₁)的半径R_1h，叶轮进口轮盘侧端点(H₁)的横坐标与叶轮进口轮盖侧端点(S₁)的横坐标相同；

(3)将步骤(1)获得的轮盖型线和步骤(2)获得的轮盘型线沿旋转轴转动360°，得到轮盖面和轮盘面。

2.根据权利要求1所述的一种斜流/离心叶轮通用的子午流道设计方法，其特征在于，步骤(1)中，叶轮出口均方根半径处端点(M₂)的半径为R_2rms；叶轮出口均方根半径处端点(M₂)在叶轮出口轮盖侧端点(S₂)和叶轮出口轮盘侧端点(H₂)构成的线段上，线段长度为叶轮出口宽度b₂，线段斜率满足：线段的轴向长度分量ΔZ＝b₂sinФ₂、径向长度分量ΔR＝b₂cosФ₂；

以叶轮进口均方根半径处端点(M₁)和叶轮出口均方根半径处端点(M₂)作为圆弧的两个端点，以出口子午倾角Ф₂为圆弧角度，确定均方根叶高截面圆弧的圆心O_M和圆弧半径R_M；叶轮进口轮盖侧端点(S₁)的横坐标、叶轮进口均方根半径处端点(M₁)的横坐标均与均方根叶高截面的圆心O_M的横坐标相同；叶轮进口均方根半径处端点(M₁)的半径为R_1rms。

3.根据权利要求2所述的一种斜流/离心叶轮通用的子午流道设计方法，其特征在于，步骤(2)中，第二端点(H₃)的纵坐标与均方根叶高截面的圆心O_M的纵坐标相同，第二端点(H₃)的半径R₃等于第二端点(H₃)的纵坐标，第二端点(H₃)到均方根叶高截面的圆心O_M的轴向距离等于R_M+0.5b₂R_2rms/R₃。

4.根据权利要求3所述的一种斜流/离心叶轮通用的子午流道设计方法，其特征在于，当出口子午倾角Ф₂等于90°时，叶轮为离心叶轮；当0°<Ф₂<90°时，叶轮为斜流叶轮。

5.根据权利要求4所述的一种斜流/离心叶轮通用的子午流道设计方法，其特征在于，若叶轮为斜流叶轮，子午流道还包含引导叶轮出口气流由斜向转到径向的无叶扩压器过渡段的轮盖侧型线和轮盘侧型线。

6.根据权利要求5所述的一种斜流/离心叶轮通用的子午流道设计方法，其特征在于，无叶扩压器过渡段的出口截面端点通过以下过程确定：以叶轮进口均方根半径处端点(M₁)为圆弧起点，O_M为均方根叶高截面的圆心，R_M为半径画圆弧，取圆心角为90°的圆弧终止位置作为过渡段出口截面的中间端点(M₃)，过渡段出口截面的中间端点(M₃)的纵坐标与均方根叶高截面的圆心O_M的纵坐标相同；在过渡段出口截面的中间端点(M₃)轴向方向取长度为b₃的直线段，则过渡段出口截面盖盘两侧的端点分别为第一端点(S₃)和第二端点(H₃)，b₃＝b₂R_2rms/R₃，即线段S₃H₃的长度为b₃，R₃为端点M₃的半径。

7.根据权利要求6所述的一种斜流/离心叶轮通用的子午流道设计方法，其特征在于，将斜流叶轮的无叶扩压器过渡段出口宽度b₃缩小或放大，形成收缩或扩张的过渡段通道。

8.根据权利要求7所述的一种斜流/离心叶轮通用的子午流道设计方法，其特征在于，(0.7b₂R_2rms/R₃)≤b₃≤(1.2b₂R_2rms/R₃)。

9.根据权利要求6所述的一种斜流/离心叶轮通用的子午流道设计方法，其特征在于，无叶扩压器过渡段的轮盖侧型线为圆弧线，由轮盖侧中间端点(S₁₅)、叶轮出口轮盖侧端点(S₂)和第一端点(S₃)三点确定圆弧线的圆心O_P和半径R_P；无叶扩压器过渡段的轮盖侧型线取叶轮出口轮盖侧端点(S₂)和第一端点(S₃)之间的圆弧段；无叶扩压器过渡段的轮盘侧型线为圆弧线，圆弧线的圆心为O_H、半径为R_H，过渡段的轮盘侧型线取端点(H₂)和第二端点(H₃)之间的圆弧段。

10.根据权利要求1所述的一种斜流/离心叶轮通用的子午流道设计方法，其特征在于，将第二端点(H₃)的横坐标沿轴向方向平移距离ΔZ_b3来减小或增大轮盘圆弧线的圆弧半径R_H，以达到调节子午流道的通流能力、调节叶轮-过渡段轴向长度的目的；

平移距离的绝对值|ΔZ_b3|小于0.5b₂R_2rms/R₃，b₂为叶轮出口宽度，R_2rms为叶轮出口均方根半径处端点M₂的半径，R₃为第二端点(H₃)的半径。

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