[发明专利]一种带进口小翼的前向多翼离心通风机叶轮的设计方法

说明书

本发明公开了一种带进口小翼的前向多翼离心通风机叶轮的设计方法，具体包括如下步骤：步骤1，提取前向多翼离心通风机叶轮的平面二维叶型图；步骤2，在步骤1提取的平面二维叶型几何图中设计叶片进口处小翼的二维平面翼型几何形状；步骤3，将步骤1提取的前向多翼离心通风机叶轮叶片及步骤2设计的小翼二维平面几何形状沿轴向进行拉伸即获得带进口小翼的前向多翼通风机叶轮。本发明通过叶片进口小翼对气流的引射作用增加叶片进口吸力面处的流速，防止叶片吸力面处流动分离及脱流漩涡的产生，从而提高前向多翼离心通风机叶轮的气动性能和运转稳定性。

技术领域

本发明属于流体机械及工程设备技术领域，涉及一种带进口小翼的前向多翼离心通风机叶轮的设计方法。

背景技术

前向多翼离心通风机是一种将输入风机的机械能转换为气体的动能和压能并完成气体输送的一种流体机械。这种风机具备叶片数目多、结构型式紧凑、流量系数高的特点，是一种能以较小尺寸满足用户大流量、高压比使用要求的风机型式。前向多翼离心通风机是一种轴向进气的风机，由于其叶轮相对宽度大、高度高，导致了叶轮进口处的绝对入流速度小，同时由于叶轮的高转速，最终迫使气流在叶轮进口处以很小的相对液流角进入叶片通道区域并在叶片进口处形成了较大的正冲角。该正冲角的存在经常造成叶片吸力面上的大面积流动分离并形成漩涡，进而造成叶片通道堵塞，影响叶轮的气体输送性能和运行稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种带进口小翼的前向多翼离心通风机叶轮的设计方法，通过叶片进口小翼对气流的引射作用增加叶片进口吸力面处的流速，防止叶片吸力面处流动分离及脱流漩涡的产生，从而提高前向多翼离心通风机叶轮的气动性能和运转稳定性。

本发明所采用的技术方案是，一种带进口小翼的前向多翼离心通风机叶轮的设计方法，具体包括如下步骤：

步骤1，提取前向多翼离心通风机叶轮叶片的平面二维叶型图；

步骤2，在步骤1提取的平面二维叶型几何图中设计叶片进口处小翼的二维平面翼型几何形状；

步骤3，将步骤1提取的前向多翼离心通风机叶轮叶片及步骤2设计的小翼二维平面几何形状沿轴向进行拉伸即获得带进口小翼的前向多翼通风机叶轮。

本发明的特点还在于，

步骤2的具体过程如下：

步骤2.1，在前向多翼离心通风机叶轮叶片的二维平面图上，将前向多翼离心通风机叶轮叶片前缘点O'沿该点的半径方向偏移距离l₁后作为小翼的前缘点A，偏移方向为半径减少的方向；

步骤2.2，在前向多翼离心通风机叶轮叶片的吸力面型线上，通过距离叶片前缘点弧线长度为s的C点做相邻叶片压力面的垂线，该垂线与相邻叶片的压力面交于D点，在垂线CD上，取距离C点距离为d_B处的B点作为小翼的尾缘点；

步骤2.3，采用半径为r的圆弧连接A、B两点形成小翼的中弧线，该中弧线的圆心角为0～90°；

步骤2.4，选取小翼的最大厚度为前向多翼离心通风机叶轮叶片最大厚度的一半，然后采用NACA0015翼型的相对厚度分布规律对小翼的中弧线进行加厚，加厚完成后获得小翼最终的二维平面翼型几何形状。

步骤2.1中l₁的取值规律如下公式(1)所示：

l₁＝αl(1)；

公式(1)中，l为前向多翼离心通风机叶轮叶片中弧线的总长，α为尺寸系数，其具体取值方法如下式(2)所示：

公式(2)中，D₁为前向多翼离心通风机叶轮的外径值。

步骤2.2中s的取值如下式(3)所示：