[发明专利]一种结合摆线和单圆弧的通风机叶片设计方法

说明书

本发明涉及一种结合摆线和单圆弧的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，叶片本体横截面的吸力面一侧型线为结合摆线型线和单圆弧型线所设计的型线，叶片本体横截面的压力面一侧型线为叶片本体吸力面型线的等距型线，叶片本体的横截面为叶片本体横截面的吸力面一侧型线的两型线的等距轮廓，所述的结合摆线和单圆弧所设计的型线能够较好地调节流量和叶片进口气流角的关系，可以在很大程度上减小尾迹区及流动分离，该叶片能够在增加风量的前提下改善叶轮内气流流动，提高风机的效率。

技术领域

本发明涉及一种多翼离心通风机叶片设计方法，具体涉及一种结合摆线和单圆弧的多翼通风机叶片的设计方法。

背景技术

多翼离心通风机作为一种通用机械,主要应用在矿井及地下工程通风、锅炉送风和引风、化工厂高温腐蚀气体的排送、空调和防护设备的通风等方面。多翼风机是通风机的一种，与其它型式的离心风机相比，主要特点是所采用的叶轮结构有很大差别，如直径比大、相对宽度大、叶片数量多。同时为了在尺寸较小的情况下获得较高的压力，几乎所有的多翼叶轮都是采用前向叶片。多翼离心风机的这种特殊结构使得它的工作特点也不同于其它型式的通风机。多翼离心风机有任何其它型式的通风机都不能与之相比的独特优势非常紧凑的结构以及相当低的运转噪声。近几十年来，如何提高多翼离心风机的工作效率，进一步降低其运转噪声也成为了一个新的研究热点并吸引了国内外的许多学者。通过不断深入地进行理论分析和试验研究，目前己经取得了长足的进展,并使得多翼离心风机的应用领域不断扩大。因此,提高多翼离心风机的性能已成为一个日益迫切需要解决的问题。

离心叶轮作为离心风机的核心气动部件，是实现能量转换的主要传递部件，叶轮的主要结构参数有进口安装角、出口安装角、叶片数和轮径比，这些参数对叶轮中的流场有重大影响，目前对叶轮结构参数的研究多数以试验研究为主。以叶型或叶道为研究对象的多翼风机设计方法，目前在国内外并不多见，但是多翼风机的叶型对流体流动却存在很大影响。试验表明，改善叶片型线，并且较好地调节流量和叶片进口气流角的关系，可以在很大程度上减小尾迹区及流动分离。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的难题，提供了一种结合摆线和单圆弧的多翼通风机叶片的设计方法，该叶片能够克服单圆弧叶型的不灵活性以及其对流动的精细控制，能够改善叶轮内气流流动，提高风机的效率，具体内容如下：

为达到上述目的，本发明所述的结合摆线和单圆弧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，叶片本体的吸力面一侧型线为摆线型线及单圆弧型线结合的型线，叶片本体的压力面一侧型线为叶片本体的吸力面型线的等距型线，叶片本体的横截面为叶片本体横截面的吸力面一侧结合摆线型线及单圆弧型线结合的型线的等距轮廓，所述的结合摆线型线和单圆弧型线的叶型能够较好地调节流量和叶片进口气流角的关系，以及极大地改善叶道内的流动分离及二次流等流动状况。

叶片本体中吸力面的单圆弧型线的进口安装角β₁为80°-90°，叶片本体中吸力面摆线型线的出口安装角β₂为160°-170°。

结合摆线和单圆弧叶型的横截面的单圆弧型线的端点对应叶片本体的前缘，结合摆线和单圆弧叶型的横截面的摆线型线起始端点对应叶片本体的尾缘。

叶片型线为摆线型线和单圆弧型线结合所设计，其中摆线曲线方程为:

其中a与摆线型线和单圆弧型线相切点的半径R₃、叶轮外径R₂的关系式为θ为半径为a的滚圆所转动的角度，公式中θ取值范围为(0，2π)；单圆弧型线的方程式为: