[发明专利]一种具有波浪形涡流发生器的风机叶片及其设计方法

权利要求书

1.一种具有波浪形涡流发生器的风机叶片，其特征在于，包括在叶片前缘(2)侧的叶片吸力面(3)上设置的若干波浪形涡流发生器(4)；波浪形涡流发生器(4)包括直角三角形的基板(10)，基板(10)的水平直边与叶片吸力面(3)连接，基板(10)的斜边上设有若干弓形翅片(6)，若干弓形翅片(6)的弧长沿竖直边侧至水平直边侧递减，且所有弓形翅片(6)被同一切线相切；斜边最下端为无弓形翅片(6)区域；波浪形涡流发生器(4)成对对称设置，弓形翅片(6)朝向来流方向，两个波浪形涡流发生器(4)偏转相同的角度且前端朝对称平面(11)轴靠拢。

2.根据权利要求1所述的具有波浪形涡流发生器的风机叶片，其特征在于，斜边最上端的弓形翅片(6)为半圆弓形。

3.根据权利要求1所述的具有波浪形涡流发生器的风机叶片，其特征在于，无弓形翅片(6)区域的长度为弓形翅片(6)半径的1～2倍。

4.根据权利要求1所述的具有波浪形涡流发生器的风机叶片，其特征在于，基板(10)底边的长度为高度的1.5～4倍。

5.根据权利要求1所述的具有波浪形涡流发生器的风机叶片，其特征在于，波浪形涡流发生器(4)的偏转角度为15°～25°。

6.根据权利要求1所述的具有波浪形涡流发生器的风机叶片，其特征在于，一对波浪形涡流发生器(4)前端的顶点间距为基板(10)高度的1.5～2.5倍。

7.根据权利要求1所述的具有波浪形涡流发生器的风机叶片，其特征在于，基板(10)与叶片吸力面(3)的夹角为80～90°。

8.根据权利要求1所述的具有波浪形涡流发生器的风机叶片，其特征在于，每对波浪形涡流发生器(4)的对称平面(11)之间的距离为基板(10)高度的4～6倍。

9.权利要求1～8任意一项所述的具有波浪形涡流发生器的风机叶片的设计方法，其特征在于，包括：

单个波浪形涡流发生器(4)的参数设计：

根据风机叶片的翼型尺寸、厚度和安装位置确定基板(10)的高度h，然后由高度h确定底边长度L；根据风机叶片的翼型尺寸和基板(10)的高度h及底边长度L，确定弓形翅片(6)的半径r；

基板(10)底边与斜边的夹角α1：

所有弓形翅片(6)圆心连线与基板(10)斜边的夹角α2：

在基板(10)的斜边上布置有n个弓形翅片(6)，则第i个弓形翅片(6)的弦长d_i：

d_i＝2r×cos(2×(i-1)×α2)

n个弓形翅片(6)的总弦长d_t：

无弓形翅片(6)区域的长度L0：

成对波浪形涡流发生器(4)的参数设计：

确定波浪形涡流发生器(4)的偏转角度，即基板(10)底边与对称平面(11)的夹角α3，确定一对波浪形涡流发生器(4)前端的顶点间距c2，则波浪形涡流发生器(4)直角点间距c1与前端的顶点间距c2的数值关系：

确定基板(10)与叶片吸力面(3)的夹角α4；确定每对波浪形涡流发生器(4)的对称平面(11)之间的距离c3；

上述数值确定后进行总体数值优化，得到最终的设计参数。

10.根据权利要求9所述的具有波浪形涡流发生器的风机叶片，其特征在于，总体数值优化采用风洞试验或CFD数值模拟。