[发明专利]一种高速离心压气机仿生前缘叶片

说明书

本发明公开了一种高速离心压气机仿生前缘叶片，包括：吸力面、压力面、前缘及尾缘，所述前缘及所述尾缘为所述吸力面和所述压力面的相交线，所述叶片的前缘至所述尾缘方向的宽度逐渐减小，所述叶片在所述前缘至所述尾缘方向上三维空间内扭转，所述前缘至所述尾缘扭转角度逐渐增大；所述叶片的前缘为波纹状，所述叶片的所述吸力面和所述压力面前缘截面为波纹状，所述波纹状的若干凸起间距相等且若干凸起高度相等；所述波纹状的若干波纹凹陷的间距相等且若干波纹凹陷深度相等；本发明解决了叶轮高转速下无法大幅优化空气动力性能问题，通过将叶片改进为前缘的仿生特性，使得叶轮能够在高速旋转下，实现工作性能的大幅提高。

技术领域

本发明涉及离心压气机领域，尤其涉及一种高速离心压气机仿生前缘叶 片。

背景技术

现在通常的技术是设置离心压气机叶片前缘处的椭圆型线(长轴和短轴 比例)，叶片前缘整体呈直线型，不具有仿生翅翼结构，无法进一步提升压 比和大流量效率。其他轴流、低速风机中有仿生学叶片构型，但其转速和叶 尖流速均低于高速离心压气机的1/10，气动条件差别显著，设计参数不能直 接借用，无法达到高转速高效率高压比的效果。

发明内容

本发明提供一种高速离心压气机仿生前缘叶片，以克服无法在高转速下 进一步大幅优化空气动力学特性的问题。

本发明包括：吸力面、压力面、前缘及尾缘，所述前缘及所述尾缘为所 述吸力面和所述压力面的相交线，所述叶片的前缘至所述尾缘方向的宽度逐 渐减小，所述叶片在所述前缘至所述尾缘方向上三维空间内扭转，所述前缘 至所述尾缘扭转角度逐渐增大；所述叶片的前缘为波纹状，所述吸力面和所 述压力面邻近所述前缘处截面为波纹状，所述波纹状的若干波纹凸起间距相 等且若波纹干凸起高度相等；所述波纹状的若干波纹凹陷的间距相等且若干 波纹凹陷深度相等。

进一步地，所述叶片的压力面的波纹凸起为所述吸力面的波纹凹陷，所 述叶片的压力面的波纹凹陷为所述吸力面的波纹凸起。

进一步地，所述叶片的压力面及吸力面上的波纹凸起高度在所述叶片前 缘至叶片尾缘方向逐渐减小。

进一步地，所述波纹凸起高度d与波纹凸起间距s之比在0.015～0.030 之间。

本发明还提供一种高速离心压气机叶轮，包括：上述的叶片、轮盘及轮 轴；所述轮轴为喇叭筒状且内部中空，所述轮盘中心点设置有通孔，所述轮 轴的喇叭筒的大直径端垂直于所述轮盘中心点，所述轮轴与所述通孔连通， 所述轮盘与所述轮轴一体成型；多个所述叶片尾缘朝向所述轮盘，多并等间 距设置于所述轮轴侧面，多个所述叶片与所述轮轴一体成型。

本发明解决了叶轮高转速下无法大幅优化空气动力性能问题，通过将叶 片改进为前缘的仿生特性，使得叶轮能够在高速旋转下，实现工作性能的大 幅提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下 面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在 不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的叶片结构示意图；

图2为本发明的波纹凸起结构设计示意图；

图3为本发明的叶轮正视图；

图4为本发明的叶轮俯视图；

图5a为本发明的叶轮的静压比曲线图；

图5b为本发明的叶轮的总压比曲线图；

图5c为本发明的叶轮的总对静效率曲线图；

图5d为本发明的叶轮的总对总效率曲线图。

具体实施方式