本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于各種旋轉(zhuǎn)機(jī)械的葉片。

背景技術(shù)：

一般地，離心壓縮機(jī)、泵和風(fēng)機(jī)葉輪等各種旋轉(zhuǎn)機(jī)械都是由不同數(shù)量的葉片沿周向間隔布置組成，而葉片是由基本的翼型沿展向(軸向)生成。葉片具有流體流入的前緣和流體流出的后緣，以及凹面壓力面和凸面吸力面。葉片本身效率的高低，對離心壓縮機(jī)、泵和風(fēng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械的效率和噪聲都有重要的影響。常規(guī)的葉片10如圖1所示，其具有壓力面14和吸力面13。基本翼型為翼型截面15沿展向生成的直葉片，也可沿展向各個截面的葉片安裝角不同，生成展向扭曲葉片。但前緣12和后緣11沿展向都是直線，葉片表面流動分離嚴(yán)重，影響葉片效率，葉片后緣渦脫落噪聲較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實(shí)施方式部分中進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。

為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種葉片，其特征在于，包括流體流入的前緣、流體流出的后緣、吸力面以及壓力面，其中，所述吸力面的邊緣的一端與所述壓力面的邊緣的一端在所述前緣接合，所述吸力面的邊緣的另一端與所述壓力面的邊緣的另一端在所述后緣接合，所述葉片的翼型截面沿展向的形狀保持不變，所述葉片的翼型截面中線的前緣和后緣沿展向的位置呈周期性分布。

可選地，所述葉片的翼型截面中線的前緣和后緣的位置相對于平行于 展向的軸線呈正弦曲線周期性分布。

可選地，在相鄰周期中的具有相同相位的任意兩個翼型截面沿展向的距離為節(jié)距P，在任一翼型截面中，從翼型截面中線的所述前緣到所述后緣之間的直線距離為葉片弦長b，所述節(jié)距P除以所述葉片弦長b的值的范圍為0.1-0.7。

可選地，在波峰處的翼型截面中線的所述前緣或后緣和與其相鄰的在波谷處的翼型截面中線的所述前緣或后緣沿所述葉片的徑向的距離為峰谷高度a，所述峰谷高度a除以所述節(jié)距P的值的范圍為0.02-0.3。

可選地，所述翼型截面的前緣半徑為R，所述前緣半徑R除以所述節(jié)距P的值的范圍為0.1-0.5。

根據(jù)本發(fā)明的葉片的翼型截面中線的前緣和后緣沿展向的位置呈周期性分布，能夠有效地擬制了葉片表面的流動分離，降低了后緣湍流強(qiáng)度，從而提高了葉片效率，降低了后緣渦脫落噪聲。

附圖說明

本發(fā)明實(shí)施方式的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施方式及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中，

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種葉片的立體視圖；

圖2為按照本發(fā)明的一種實(shí)施方式的葉片的立體視圖；

圖3為按照本發(fā)明的一種實(shí)施方式的葉片的局部俯視圖；

圖4為按照本發(fā)明的一種實(shí)施方式的葉片的前緣與展向軸線周期性變化的示意圖；

圖5為按照本發(fā)明的一種實(shí)施方式的葉片的翼型截面視圖；

圖6為現(xiàn)有技術(shù)中的一種葉片的流體動力學(xué)效果圖；以及

圖7為按照本發(fā)明的一種實(shí)施方式的葉片的流體動力學(xué)效果圖。

附圖標(biāo)記說明：

10、葉片 11、后緣

12、前緣 13、吸力面

14、壓力面 15、翼型截面

20、葉片 21、后緣

22、前緣 23、吸力面

24、壓力面 25、翼型截面

251、翼型截面中線

具體實(shí)施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，本發(fā)明實(shí)施方式可以無需一個或多個這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明實(shí)施方式發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。

為了徹底了解本發(fā)明實(shí)施方式，將在下列的描述中提出詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。顯然，本發(fā)明實(shí)施方式的施行并不限定于本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的較佳實(shí)施方式詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。

如圖2所示，本發(fā)明公開了一種葉片20，包括前緣22、后緣21、吸力面23以及壓力面24，其中，吸力面23的邊緣的一端與壓力面24的邊緣的一端在前緣22接合，吸力面23的邊緣的另一端與壓力面24的邊緣的另一端在后緣21接合，葉片20的翼型截面25沿展向的形狀保持不變，葉片20的翼型截面中線251的前緣和后緣沿展向的位置呈周期性分布。

該葉片20應(yīng)適用于壓縮機(jī)、泵等各種旋轉(zhuǎn)機(jī)械，特別是多翼離心葉輪、后向離心葉輪、貫流葉輪等風(fēng)機(jī)。翼型截面與普通壓縮機(jī)、泵、風(fēng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械翼型截面相同，可來源于二維翼型庫任何翼型。

根據(jù)本發(fā)明的葉片的翼型截面中線251的前緣和后緣沿展向的位置呈周期性分布，能夠有效地擬制了葉片表面的流動分離，降低了后緣湍流強(qiáng)度，從而提高了葉片效率，降低了后緣渦脫落噪聲。

如圖3所示，本發(fā)明的葉片20沿展向任意位置的翼型截面25是相同的，只是在垂直于展向的方向，即徑向或者在同一翼型截面25上前緣22和后緣21的連線方向上，葉片20的翼型截面25呈周期性分布?？蛇x地，葉片的翼型截面中線251的前緣和后緣的位置相對于平行于展向的軸線呈周期性分布。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，翼型截面中線251為連接前緣22和后緣21的曲線，其為翼型截面25的中線，該翼型截面的兩端為前緣和后緣。葉片20的翼型截面中線251的前緣22和后緣21的位置相對于平行于展向的軸向呈周期性變化。

進(jìn)一步可選地，葉片的翼型截面中線251的前緣和后緣的位置相對于 平行于展向的軸線呈正弦(或余弦)曲線周期性分布。葉片20的翼型截面25沿展向Y相對于平行于展向Y的軸線(展向軸線A1)呈正弦曲線周期性變化。

現(xiàn)請轉(zhuǎn)到圖4，其示出了葉片20的前緣22與展向軸線A1周期性變化的俯視示意圖，展向軸線A1與展向Y平行。如圖4所示，葉片的前緣22相對于展向軸線A1周期性變化?？蛇x地，該周期性變化的圖形符合正弦函數(shù)的圖形。

由于葉片20的翼型截面25為相同的，可以想到的是，如圖2所示，可以理解的是，當(dāng)沿展向Y看時，翼型截面25在垂直于展向Y的徑向X上往返移動。此外，葉片20的后緣21周期性變化的圖形與圖4所示的葉片20的前緣22的周期性變化的圖形相同。

回到圖5，在相鄰的周期中，具有相同相位的任意兩個翼型截面沿展向的距離為節(jié)距P，即，相鄰的兩個周期中，相應(yīng)的位置處的兩個翼型截面25沿展向的距離為節(jié)距P。圖3中示出了具有相同相位(波谷處)的兩個翼型截面沿展向的距離，其為兩個波谷處的翼型截面25之間的距離，即節(jié)距P。

此外，在波峰處的翼型截面中線251的前緣(或后緣)和與其相鄰的在波谷處的翼型截面中線251的前緣(或后緣)沿葉片的徑向的距離為峰谷高度a。即，峰谷高度a為呈周期性變化的翼型截面中線251的前緣(或后緣)上，波峰處和波谷處之間的徑向距離。

參考圖5，在任一翼型截面25中，從翼型截面中線251的前緣到后緣之間的直線距離為葉片弦長b，即，前緣22到后緣21之間的距離為葉片20弦長b，前緣22處的半徑為前緣22半徑R。

為了使本發(fā)明的葉片20能夠更有效地擬制葉片20表面的流動分離，降低了后緣21湍流強(qiáng)度，本發(fā)明的葉片20可滿足以下關(guān)系：

節(jié)距P除以葉片20弦長b的值的范圍為0.1-0.7。這樣，本發(fā)明的葉片20可擬制葉片表面流動分離，提升葉片效率，葉片本身的總壓損失相對常規(guī)葉片10可降低30％以上；同時，本發(fā)明葉片能有效的降低后緣處的湍流脈動強(qiáng)度，從而降低渦脫落噪聲，聲壓級總值可降低1.5dB以上。

進(jìn)一步地，峰谷高度a除以節(jié)距P的值的范圍為0.02-0.3。這樣，本發(fā)明的葉片20可擬制葉片表面流動分離，提升葉片效率，葉片本身的總壓損失相對常規(guī)葉片10可降低30％以上；同時，本發(fā)明葉片能有效的降低 后緣處的湍流脈動強(qiáng)度，從而降低渦脫落噪聲，聲壓級總值可降低1.5dB以上。

再進(jìn)一步地，前緣22半徑R除以節(jié)距P的值的范圍為0.1-0.5。這樣，本發(fā)明的葉片20可擬制葉片表面流動分離，提升葉片效率，葉片本身的總壓損失相對常規(guī)葉片10可降低30％以上；同時，本發(fā)明葉片能有效的降低后緣處的湍流脈動強(qiáng)度，從而降低渦脫落噪聲，聲壓級總值可降低1.5dB以上。

現(xiàn)請轉(zhuǎn)到圖6和圖7，圖6和圖7分別示出了現(xiàn)有的葉片10與本發(fā)明的葉片20的流體力學(xué)效果圖。其中兩種葉片采用同一翼型(即兩種葉片的翼型截面25)，生成相同長度葉片20，給定同樣的進(jìn)氣攻角，采用CFD(Computational Fluid Dynamics，計算流體動力學(xué))手段分析葉片同一截面位置速度分布?？梢钥闯鲈谕晃恢盟俣葓鱿?，與常規(guī)的葉片10相比，本發(fā)明的葉片20表面速度分離明顯改善，有利于葉片20效率的提升。

本發(fā)明已經(jīng)通過上述實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施方式只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實(shí)施方式范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。