[发明专利]一种仿鲹科鱼类前弯式多翼离心风机叶片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种仿鲹科鱼类前弯式多翼离心风机叶片及其制备方法，用于多翼离心风机中，包括叶片本体，其中，叶片本体的横截面为仿鲹科鱼类横截面轮廓外形，叶片本体横截面的中弧线为单圆弧形状，叶片本体横截面中弧线的圆心位置、圆弧半径及圆弧中心角根据多翼离心风机的前弯叶型设计方法进行确定，该叶片能够在增加风量的前提下改善叶轮内气流流动，降低叶片表面压力脉动，降低气动噪声。

技术领域

本发明涉及一种仿生叶片及其制备方法，具体涉及一种仿鲹科鱼类前弯式多翼离心风机叶片及其制备方法。

背景技术

前向式多翼离心通风机被广泛应用于吸油烟机、换气装置等家用电器中，其具有结构紧凑、压力系数高、流量系数大等特点。其结构包括电机、蜗壳以及叶轮。其中叶轮为多翼离心风机核心部件，具有叶片数目较多、叶片曲率较大、叶轮内外径较大、叶道流道较短等特点，其性能的好坏直接影响吸油烟机、换气装置等家用电器的性能。吸油烟机工作时电动机直联带动叶轮旋转，轴向吸入的油烟在离心力的作用下，从叶轮中心被径向甩出叶轮。由于气流流经叶轮叶道时在叶片壁面会产生较大的压力脉动，从而产生较大的气动噪声，成为干扰环境安静的祸源，严重影响室内环境。因此在增加风量的前提下同时改善叶轮叶道内气流流动、降低叶片表面压力脉动,从而降低气动噪声是十分必要的，这就需要对叶轮叶片结构设计进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种仿鲹科鱼类前弯式多翼离心风机叶片及其制备方法，该叶片能够在增加风量的前提下改善叶轮内气流流动，降低叶片表面压力脉动，降低叶道气动噪声。

为达到上述目的，本发明所述的仿鲹科鱼类前弯式多翼离心风机叶片用于多翼离心风机中，包括叶片本体，其中，叶片本体的横截面为仿鲹科鱼类横截面轮廓外形，叶片本体横截面的中弧线为单圆弧形状，叶片本体横截面中弧线的圆心位置、圆弧半径及圆弧中心角根据多翼离心风机的前弯叶型设计方法进行确定，叶片本体横截面中弧线的进口安装角β₁为70°-90°，叶片本体横截面中弧线的出口安装角β₂为150°-170°。

仿鲹科鱼类横截面轮廓外形的头部对应叶片本体的前缘，仿鲹科鱼类横截面轮廓外形的尾部对应叶片本体的尾缘。

本发明所述仿鲹科鱼类前弯式多翼离心风机叶片的制备方法包括以下步骤：

1)构建鲹科鱼类横截面轮廓曲线方程，对鲹科鱼类横截面轮廓曲线方程进行离散化，从而获取叶片仿鲹科鱼类横截面轮廓外形的特征点(x，y_k)，然后根据叶片仿鲹科鱼类横截面轮廓外形的特征点(x，y_k)进行拟合绘制叶片仿鲹科鱼类横截面轮廓的初始外形，再根据多翼离心风机上叶片的安装尺寸对叶片仿鲹科鱼类横截面轮廓的初始外形进行比例缩放，以配合不同尺度下的风机蜗壳；

2)根据多翼离心风机的前弯叶型设计方法确定叶片本体的中弧线，再根据叶片本体的中弧线将叶片仿鲹科鱼类横截面轮廓的初始外形进行弯曲，使弯曲后叶片仿鲹科鱼类横截面轮廓初始外形的中弧线与叶片本体的中弧线重合，对弯曲后的仿鲹科鱼类横截面轮廓初始外形进行直线拉伸，得到仿鲹科鱼类前弯式多翼离心风机叶片。

以鲹科鱼类横截面轮廓的质心为原点构建x-y坐标系，其中，x轴的方向为鲹科鱼体上从头部指向尾部的方向，y轴为鲹科鱼体的横向方向，则步骤1)中的鲹科鱼类横截面轮廓曲线方程为：

其中，y_k为针对不同鲹科类鱼体横截面轮廓的横向尺寸，k表示不同鲹科类鱼体横截面轮廓横向尺寸的差异度，k＝0.5-2。

本发明具有以下有益效果：