[发明专利]一种基于NACA翼型的多翼离心通风机叶片设计方法

说明书

本发明涉及一种基于NACA翼型的多翼离心通风机叶片设计方法，用于多翼离心通风机中，包括叶片本体，其中，叶片本体横截面为NACA翼型的轮廓线，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，所述的NACA翼型能够极大地减少气流在叶片流道内的流动的阻力，该叶片能够在增加风量的前提下改善叶轮内气动特性，提高风机的压力、效率。

技术领域

本发明涉及多翼离心通风机叶轮的方法设计，具体涉及一种基于NACA翼型的多翼通风机叶片的设计方法。

背景技术

多翼离心风机是一种广泛应用在工业与民用通风领域的流体机械。多翼离心风机的结构特点是整体体积小，叶轮宽径比大、内外径比大、叶片数量多，性能特点是压力系数高，流量系数大，噪声比较低，因此是空调装置的首选。但由于风机应用量的巨大，伴随着能量的消耗也是巨大的。当前，随着全球能源短缺问题的日趋严重，人们对节能减排问题也越来越重视。因此，设计出高效率的风机对节约能源有十分重要的实际意义，本发明专利通过提出优化的设计方法设计叶片，提高其效率。

多翼离心风机现有的叶轮优化设计主要有两个方面，一个是调整各个叶轮参数的变化，如进口角度，出口角度，叶片数，宽径比、内外径比从而寻求最好的组合达到提高效率降低噪声的目的；另外一种就是设计不同叶轮叶片型线以及采用不同的叶型，通过数学方法进行组合设计从而达到设计目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种风机叶片的设计方法，以控制叶片流道内的边界层分离、二次流及涡流等问题，以提升风机的气动性能。本发明提供了一种基于NACA翼型的多翼通风机叶片的设计方法，具体内容如下：

为达到上述目的，本发明所述的基于NACA翼型的多翼通风机叶片的设计方法用于多翼离心风机中，包括叶片本体，其中，叶片本体横截面为某NACA翼型横截面轮廓线，叶片本体横截面的骨线为单圆弧线段，叶片本体的横截面中弧线的圆心位置、圆弧半径及圆弧中心角参考离心通风机的前弯叶型设计理论的经验公式确定。

叶片本体中弧线进口安装角β₁为60°-80°，叶片本体中弧线出口安装角β₂为140°-160°。

NACA翼型叶片横截面轮廓外形的前缘对应叶片本体的前缘，NACA翼型横截面轮廓外形的尾缘对应叶片本体的尾缘。

所述翼型叶片以横截面外轮廓为NACA翼型而拉伸而成，其中，翼型相对厚度为e为NACA翼型上弧面、下弧面的垂直距离，b为翼型的弦长。

所述翼型的升阻比在一定的攻角范围内，其值在50～100之间且平稳，其中，升力系数为阻力系数为升阻比

所述叶片应当保持一定数值的升阻比例，即所选取的翼型其前缘半径应当大，且其相对弯度也应当大，即其可保持升阻值比例较高。

本发明所述基于NACA翼型的多翼离心通风机叶片的设计方法包括以下步骤：

1)构建翼型轮廓的曲线方程，对叶片的内径r₁、外径r₂、叶片骨线的前缘尾缘连线距离l的确定，然后根据翼型坐标方程拟合绘制基于NACA翼型的横截面轮廓的初始外形，再根据多翼离心通风机上的安装尺寸对基于NACA翼型横截面轮廓的初始外形进行装配。

2)根据多翼离心通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基于NACA翼型横截面的初始外形进行弯曲，使弯曲后的基于NACA翼型横截面的初始外形的中弧线与叶片本体的中弧线重合，将弯曲后的基于NACA翼型横截面轮廓的初始外形进行拉伸，得到基于NACA翼型叶片。

以翼型的前缘的上弧线与下弧线的交叉点作为原点构建x-y坐标系，其中，x轴方向为翼型前缘尾缘的连线，y轴为翼型前缘的上弧线与下弧线的交叉点的垂直线，则翼型轮廓的曲线方程为：