[发明专利]一种防冰叶片的设计计算方法

权利要求书

1、一种防冰叶片设计计算方法，其特征在于：

A、建立叶片内部热气流腔和引气管路独立流动单元，再将全部独立流动单元和引气管路连接构成流路网络图；

B、流量计算

对于任一流动节点，空气流量计算公式为：

Σj=1nqmij=0]]>

式中：q_mij-从i流动单元到j流动单元的质量流量的代数值；

C、水撞击率计算

水撞击率是叶片前缘圆、叶盆、叶背和后缘圆局部水撞击率的总和，局部水撞击率的计算式为：

W″_w，l＝ρ_w*V₀*β

β=dY0ds]]>

式中：ρ_w密度，：V₀速度，局部水撞击效率，ds微元面积，dY₀水滴间距；

D、叶片外换热系数计算

叶片外换热系数包括叶片前缘、叶盆、叶背和后缘圆局部换热系数，叶片前缘的计算公式为：

α=1.14λDReD0.5Pr0.4[1-(θ90)3]]]>

式中：λ-空气的导热系数，D-叶片前缘当量直径，

Re_D-以D为特征尺寸的来流空气雷诺数

Pr-空气普朗特数θ-计自前缘驻点的角度，

叶盆、叶背和后缘圆的计算公式为：

α=ncλSReSn2Prn1]]>

式中：n_c＝0.02--0.4，n₁＝0.05-0.7，n₂＝0.25-0.5

λ-空气的导热系数，s-叶片表面弧长

Re_S-以s为特征尺寸的来流空气雷诺数，Pr-空气普朗特数；

E、叶片内部热气流腔的换热系数计算

根据公式

α=0.023λDeReDe0.8Pr0.4]]>

式中：λ-空气的导热系数，De-流通管道的当量直径

Re_De-以De为特征长度的雷诺数，Pr-空气普朗特数；

F、叶片热平衡计算

根据热平衡计算公式q＝q₁+q₂-q₃+q₄-q₅，计算叶片表面温度分布t；

G、计算结果分析

叶片表面温度分布t由公式t_min＝∑t计算出叶片表面最小温度t_min，t_min大于设计点值t₀时，叶片内部热气流腔为设计合理。