一種風(fēng)機(jī)葉片及設(shè)計(jì)方法
【專(zhuān)利摘要】一種通風(fēng)機(jī)葉片及其設(shè)計(jì)方法，其應(yīng)用領(lǐng)域主要適用于工況條件帶正壓的軸流通風(fēng)機(jī)。該葉片由前后兩部分曲率半徑不同的圓弧板翼型接合而成，簡(jiǎn)稱(chēng)雙弧板翼型。整體的雙弧板翼型在滿(mǎn)足理論設(shè)計(jì)得出的葉片幾何參數(shù)同時(shí)，將前弧板翼型進(jìn)口幾何角、后弧板翼型出口幾何角、接合部3所處翼弦位置作為設(shè)計(jì)的參考變量，調(diào)整參考變量取值，可顯著改善風(fēng)機(jī)性能，兼具理論設(shè)計(jì)與經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的可預(yù)測(cè)性和靈活性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種風(fēng)機(jī)葉片及設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通風(fēng)機(jī)葉片及其設(shè)計(jì)方法，其應(yīng)用領(lǐng)域主要適用于工況條件帶正壓的軸流通風(fēng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]軸流通風(fēng)機(jī)葉片設(shè)計(jì)通?？煞譃槔碚撛O(shè)計(jì)與經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)兩類(lèi)方法。
[0003]理論設(shè)計(jì)根據(jù)通風(fēng)機(jī)工況條件、性能要求，依照孤立翼型法或平面葉柵法進(jìn)行計(jì)算，得出每個(gè)葉柵截面的葉片幾何參數(shù)。其優(yōu)點(diǎn)在于可預(yù)測(cè)性強(qiáng)，通過(guò)改變某種設(shè)計(jì)參數(shù)可調(diào)整特定風(fēng)機(jī)性能。但理論設(shè)計(jì)多使用經(jīng)典翼型如等厚度板或圓弧板翼型，在復(fù)雜工況下，經(jīng)典翼型性能并不理想，適用性較差。
[0004]經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)通過(guò)長(zhǎng)期工程積累，應(yīng)對(duì)一系列特定的工況要求，儲(chǔ)備了各類(lèi)不同的翼型曲線(xiàn)來(lái)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)性能。但沒(méi)有與性能參數(shù)簡(jiǎn)單對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)修正項(xiàng)，通常不具備可預(yù)測(cè)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的是提供一種設(shè)計(jì)上簡(jiǎn)單可行，在復(fù)雜工況條件下，尤其是帶正壓工況時(shí)具有良好性能的通風(fēng)機(jī)葉片及其設(shè)計(jì)方法。
[0006]為了滿(mǎn)足正壓工況的風(fēng)機(jī)性能，風(fēng)機(jī)葉片的翼型中線(xiàn)后部曲率半徑通常小于前部曲率半徑，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:前后兩部分分別由不同曲率半徑的圓弧板翼型接合而成，簡(jiǎn)稱(chēng)雙弧板翼型。
[0007]此新型葉片與傳統(tǒng)葉片共有的必要技術(shù)特征在于:作為接合而成的整體葉片，其葉片幾何參數(shù)應(yīng)滿(mǎn)足理論設(shè)計(jì)得出的葉片幾何參數(shù)。
[0008]此新型葉片的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)在于:將前弧板的翼型進(jìn)口幾何角，后弧板的翼型出口幾何角，接合部所處翼弦位置作為參考變量，修改葉片幾何參數(shù)，可明顯影響通風(fēng)機(jī)性能，并獲得較好的正壓工況性能曲線(xiàn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1:本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中，雙弧板翼型葉片總體示意圖。
[0010]圖2:本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中，雙弧板翼型葉片設(shè)計(jì)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011 ] 以下結(jié)合說(shuō)明附圖，進(jìn)一步解釋雙弧板翼型葉片的【具體實(shí)施方式】。
[0012]如圖1所示，雙弧板翼型葉片由獨(dú)立的兩部分弧板1、2構(gòu)成，但并非簡(jiǎn)單拼合而成，其各孤立翼型截面的整體葉片幾何參數(shù)應(yīng)滿(mǎn)足理論設(shè)計(jì)得出的葉片幾何參數(shù)，如弦長(zhǎng)、相對(duì)厚度、氣流轉(zhuǎn)折角、葉片安裝角等。
[0013]如圖2所示,弧板I為前弧板,弧板2為后弧板,設(shè)計(jì)參數(shù)有:前弧板圓心01、前弧板曲率半徑R1、前弧板翼型進(jìn)口幾何角B1、后弧板圓心02、后弧板曲率半徑R2、后弧板翼型出口幾何角B2、雙弧板接合部3。
[0014]如圖2所示，設(shè)計(jì)時(shí)將前弧板圓心01、后弧板圓心02以及雙弧板接合部3三點(diǎn)共線(xiàn)，以保證雙弧板結(jié)合處相切光滑過(guò)渡。
[0015]如圖2所示，前弧板I曲率半徑Rl大于后弧板2曲率半徑R2，一般情況下，風(fēng)機(jī)葉片迫使氣流方向改變，且氣流與葉片接觸產(chǎn)生摩擦阻力，氣流動(dòng)壓耗散，一部分動(dòng)壓轉(zhuǎn)化為靜壓，并導(dǎo)致靜壓逐漸上升，在葉片后部產(chǎn)生靜壓恢復(fù)區(qū)。根據(jù)流動(dòng)分離理論，在靜壓恢復(fù)區(qū)內(nèi)由于靜壓上升產(chǎn)生逆壓梯度，容易導(dǎo)致葉片附面層的流動(dòng)分離，致使通風(fēng)機(jī)效能下降。而在正壓工況下，出口靜壓大于入口靜壓，因此出口處?kù)o壓向葉片流道內(nèi)發(fā)展，逆壓梯度進(jìn)一步增加，流動(dòng)分離加劇。為了滿(mǎn)足正壓工況的風(fēng)機(jī)性能，風(fēng)機(jī)葉片的翼型中線(xiàn)后部曲率半徑通常小于前部曲率半徑。通過(guò)增大葉片后部的曲率，即減小其曲率半徑，使葉片壓迫氣流流線(xiàn)發(fā)生更劇烈的變化，可以以此使氣流獲得更高的動(dòng)能來(lái)克服出口正壓，來(lái)抑制流動(dòng)分離，所以采用前弧板I曲率半徑Rl大于后弧板2曲率半徑R2的雙弧板翼型符合空氣動(dòng)力學(xué)理論。
[0016]如圖2所示，在不改變整體的葉片幾何參數(shù)的同時(shí)，調(diào)整前弧板圓心01、前弧板曲率半徑R1、后弧板圓心02、后弧板曲率半徑R2，可改變前弧板翼型進(jìn)口幾何角B1、后弧板翼型出口幾何角B2、接合部3所處翼弦位置。而翼型進(jìn)口幾何角BI對(duì)應(yīng)于風(fēng)機(jī)的進(jìn)口氣流角，翼型出口幾何角B2對(duì)應(yīng)于風(fēng)機(jī)的出口氣流角，接合部3所處翼弦位置對(duì)應(yīng)最大相對(duì)厚度點(diǎn)位置，可知此三者是影響風(fēng)機(jī)性能重要參數(shù)，將其作為參考變量。
[0017]設(shè)計(jì)過(guò)程中，在理論設(shè)計(jì)獲得整體葉片幾何參數(shù)后，依據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，調(diào)整參考變量取值，可顯著改善風(fēng)機(jī)性能。故而本發(fā)明涉及的風(fēng)機(jī)葉片及其設(shè)計(jì)方法兼具理論設(shè)計(jì)與經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的可預(yù)測(cè)性和適用性。
[0018]以上【具體實(shí)施方式】并未經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，故在實(shí)際設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，任何改進(jìn)和修正，如不脫離本發(fā)明所述設(shè)計(jì)的基本原理，應(yīng)視為在本發(fā)明權(quán)利保護(hù)所涉及范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)機(jī)葉片，包括:前弧板(I)、后弧板(2)，其特征在于:兩者相互接合。
2.以及風(fēng)機(jī)葉片的設(shè)計(jì)參數(shù)，包括:前弧板圓心(3)、前弧板曲率半徑(4)、前弧板翼型進(jìn)口幾何角(5)、后弧板圓心(6)、后弧板曲率半徑(7)、后弧板翼型出口幾何角(8)、雙弧板接合部(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的風(fēng)機(jī)葉片，其特征在于:前弧板圓心(3)、后弧板圓心(6)以及雙弧板接合部(9 )三點(diǎn)共線(xiàn)，前弧板(I)、后弧板(2 )結(jié)合處光滑過(guò)渡。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)機(jī)葉片，其特征在于:前弧板曲率半徑(4)小于后弧板曲率半徑(7)。
【文檔編號(hào)】F04D29/38GK103486082SQ201210193453
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月13日
【發(fā)明者】劉文斌, 金萬(wàn)增, 劉宇峰, 黃俊驥, 陸磊 申請(qǐng)人:劉文斌