[发明专利]基于边界涡量流诊断的吸附式风扇的设计方法

权利要求书

1.一种基于边界涡量流诊断的吸附式风扇的设计方法，包括：

步骤一、给定风扇通流设计需要的初始几何数据和气动参数，运用通流程序进行风扇子午面流场的计算；

步骤二、在通流设计中，采用周向涡量诊断方法，观察周向涡量以及叶型损失系数的分布，确定流动分离的发生位置以及影响区域；

步骤三、根据上述流动分离的发生位置和影响区域，确定吸气位置和吸气量；

步骤四、根据吸气量与动量厚度的关系计算动量厚度的变化，以及根据叶型损失系数与动量厚度的关系计算吸气后叶型损失系数的分布以及吸气对通流子午面流场的影响；

步骤五、根据吸气后通流计算的子午面气流角分布，重新进行风扇叶片设计，获得考虑吸气效果的风扇叶片构型。

2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，叶型损失系数与动量厚度的关系式为：

其中，为叶型损失系数，θ为动量厚度，s为栅距，β₁和β₂分别为进口气流角和当地气流角。

3.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，叶型损失系数与动量厚度的关系式为：

其中，为叶型损失系数，θ为动量厚度，s为栅距，β₁和β₂分别为进口气流角和当地气流角，H₂为形状因子。

4.根据权利要求3所述的设计方法，其特征在于，

若考虑可压缩情况和AVDR的影响，则经调整的叶型损失系数的表达式为：

其中，为经调整的叶型损失系数，为原叶型损失系数，M₁为马赫数，ρ₁为进口气体密度，ρ₂为当地气体密度，AVDR为轴向密流比，γ为比热比。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的设计方法，其特征在于，

所述初始几何数据和气动参数包括流道曲线，风扇叶片前缘、尾缘曲线和初始的环量分布。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的设计方法，其特征在于，

根据所述吸气位置和吸气量，对考虑吸气效果的风扇叶片构型进行三维粘性数值模拟计算校核。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的设计方法，其特征在于，

在风扇静子叶片的叶中的尾缘区域沿静子的整个叶高进行吸气。

8.根据权利要求7所述的设计方法，其特征在于，

对风扇静子的吸气量为风扇总流量的1％。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的设计方法，其特征在于，

对转子进行吸气的轴向位置为转子叶尖处，径向位置为76％叶高至叶尖。

10.根据权利要求9所述的设计方法，其特征在于，

对风扇转子的吸气量为风扇总流量的1％。