一种非光滑表面低噪声风机叶片制造技术

一种非光滑表面低噪声风机叶片，其特点是叶片采用等厚圆弧板叶型，叶片外形是圆心角为53°的板叶状扇形，叶片叶根处安装角为40±2°，叶顶处安装角为35±2°，叶片外径处弦长是内径处2.2~2.4倍，叶片各截面弦长与曲率半径之比为0.7‑0.74，叶片表面采用沿逆渐开线螺旋展开的三棱柱体，三棱柱体截面为等边三角形，高度为叶片厚度的18%‑22%。本实用新型专利技术通过对叶片表面结构的改进设计，对叶面及叶尾部分的气流进行良好的引导，减少叶面气流沿径向的流失以及叶顶泄流，从而降低叶顶间隙中的湍流宽频噪声，达到降噪的效果，同时也可以对尾部的粘性气流进行良好的分离导向，使之成为理想气流，提高风机工作效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种轴流风机叶片，特别是涉及一种非光滑表面低噪声风机叶片。
技术介绍
目前在建筑及工业领域中轴流风机的应用十分广泛，高性能低噪声和节能环保一直都是轴流风机的发展方向。现如今的轴流风机叶片仍然是叶面光滑形态，由于存在叶顶泄流从而导致叶顶间隙涡流的出现及宽频噪声的增强。相对于离散噪声，宽频噪声的产生机理更为复杂，形成的噪声更难控制，这主要是由于湍流流动和涡声作用机理的双重复杂性造成。目前的一些研究显示叶片尾缘的涡流脱落噪声是轴流风机的主要宽频声源,在设计工况时针对叶顶泄漏流动和叶片尾涡脱落的设计要求就愈发重要,本技术专利就是主要针对涡流脱落而进行的叶片优化设计，并明显达到降低噪声的目的，同时提高风机工作效率。
技术实现思路
本技术就是针对上述问题，创新设计一种新型轴流风机叶片，用以提高轴流风机工作效率以及达到降噪目的。在本技术的结构设计上，风机叶片表面设计为非光滑形态，叶片表面布有沿逆渐开线展开的螺旋状三棱柱体，主要为在同等风量下降低风机噪声。该叶片的非光滑表面设计，一方面可以有效减少叶面气流沿径向的流量损失，另一方面由于叶片尾部的弧形边缘可以对尾部的气流进行有效分离，对叶片尾部气流有着较好的导向作用。在该设计中叶面的螺旋状三棱柱设计至关重要，成为本技术的关键。叶片在设计上采用等厚圆弧板叶型，叶片在工作过程中声压级较小，同时噪声频谱频率也较低，能够得到较好的做功能力。螺旋三棱柱表面的设计为逆渐开线即绕基圆逆时针旋转的方向展开，展开个数由轮毂直径和叶片直径共同确定。同时，渐开线极坐标方程根据渐开线基圆半径，压力角以及两柱之间宽度确定。柱采用等边三角形截面,并为等高度，其高度由叶片厚度确定，为叶片厚度的18%~22%。根据以上设计点可以有效减少气流流经叶片表面时产生的紊流附面层而导致的压力脉动，能够降低主流方向上的压力损失。对于附面层发展到一定程度出现的涡流脱落而引起的叶片边缘上的压力脉动，该设计也能够起到显著抑制的作用，降低了全压的损失，同时能够对叶顶泄流进行有效控制，对由于叶顶间隙存在以及叶顶泄流而造成的涡流宽频噪声有着关键的抑制作用，达到降噪的目的，实现本技术的意图。本技术给出的技术方案是：一种非光滑表面低噪声轴流风机叶片，包括叶片，其特点是叶片采用等厚圆弧板叶型，叶片外形为圆心角是53°的板叶状扇形。所述的叶片叶根处安装角为40±2°，叶顶处安装角为35±2°。所述的叶片外径处弦长是内径处2.2~2.4倍。所述叶片各截面弦长与曲率半径之比控制在0.7-0.74之间。叶片表面采用沿逆渐开线螺旋展开的三棱柱体，三棱柱体截面为等边三角形，高度为叶片厚度的18%-22%，该三棱柱体通过对叶面及叶尾部分的气流进行良好的引导，减少叶面气流沿径向的流失和叶顶泄流引起的涡流宽频噪声。同时由于对尾部气流的梳理，可以对尾部的粘性气流进行良好的分离导向，使之成为理想气流。与现有技术相比，本技术的有益效果是，采用非光滑表面形态的叶片，相比较与光滑表面形态的叶片噪声水平降低了1.2dB，起到了优化和降低噪声水平的目的。附图说明图1是非光滑表面低噪声风机叶片结构示意图。图2是非光滑表面低噪声风机叶片结构径向截面图。具体实施方式在图1中:一种非光滑表面低噪声叶片，它包括叶片1，在叶片表面布有螺旋状三棱柱体2（三棱柱体为绕基圆逆时针旋转的方向螺旋展开,展开个数由轮毂直径和叶片直径共同决定），该逆时针螺旋状三棱柱体对流经叶片表面的大涡流空气进行切割，并在叶片表面将气流梳理成为同样规律的展开流，也对叶根的粘性气流进行了有效的分离，使其成为理想气流。同时，由于导向的作用减少了空气由叶片表面向叶顶的流动，使叶顶的气动噪声水平有所下降，抑制了部分叶顶噪声的产生，达到降低噪声的目的。所述叶片采用等厚圆弧板叶型，叶片外形呈板叶状扇形，充分利用叶型自身形状，提高叶片的做功能力。所述叶片是圆心角为53°的扇形形状,叶根处安装角为40±2°，叶顶处安装角为35±2°。所述叶片外径处弦长是内径处2.3倍。所述叶片各截面弦长与曲率半径之比控制在0.7-0.74之间。在图2中:所述三棱柱体采用等边三角形截面，两相邻柱间螺旋展开宽度为3，三棱柱高度为4，三棱柱高度4约为叶片厚度5的18%~22%，沿逆渐开线螺旋排列（设定发生线沿基圆逆时针旋转形成的渐开线为逆渐开线），等厚平板过度到叶片根部。按此种形态结构设计的叶片其叶型关键尺寸描述为。(1)叶片叶根处安装角为40±2°，叶顶处安装角为35±2°。(2)叶片外径处弦长是内径处2.3倍左右。(3)所述叶片各截面弦长与曲率半径之比控制在0.7-0.74之间。需要理解到的是：上述实施例虽然对本技术的设计思路做了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本技术设计思路的简单文字描述，而不是对本技术设计思路的限制，任何不超出本技术设计思路的组合、增加或修改，均落入本技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非光滑表面低噪声风机叶片,包括叶片,其特征是: 叶片采用等厚圆弧板叶型，叶片外形为圆心角是53°的板叶状扇形，叶片表面采用沿逆渐开线螺旋展开的三棱柱体，三棱柱体截面为等边三角形，高度为叶片厚度的18%‑22%。

【技术特征摘要】
1.一种非光滑表面低噪声风机叶片,包括叶片,其特征是:叶片采用等厚圆弧板叶型，叶片外形为圆心角是53°的板叶状扇形，叶片表面采用沿逆渐开线螺旋展开的三棱柱体，三棱柱体截面为等边三角形，高度为叶片厚度的18%-22%。2.根据权利要求1所述的非光滑表面低噪声风机叶片，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：周勃，王慧，郭建，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：新型
国别省市：辽宁;21