一种新型叶轮叶片的轴流风机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型叶轮叶片的轴流风机。现有轴流风机很难进一步结构优化来提升性能。本实用新型专利技术的叶轮结构为将SDF‑11.2型号风机叶轮的叶片上六个截面的截面安装角分别设计成βA‑A、βA‑B、βA‑C、βA‑D、βA‑E、βA‑F后的结构，βA‑A＝49.37°，βA‑B＝47.05°，βA‑C＝41.15°，βA‑D＝38.57°，βA‑E＝44.66°，βA‑F＝42.65°；截面A为叶片与轮毂的相交面，截面F为叶顶截面，截面B、C、D、E分别为与截面A距离20％、40％、60％、80％的叶片位置处。本实用新型专利技术通过改变SDF‑11.2型号风机的6个截面安装角，大大提高叶轮气动性能。

A New Type of Axial Flow Fan with Impeller Blades

The utility model discloses an axial flow fan with a new impeller blade. It is difficult to further optimize the structure of the existing axial fan to improve its performance. The impeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpeimpebladebladebladebladebladebladebladebladebladebladebladebladebladebladebladebladebladesections installation angles are respectively designed after the structures of betA 8209A 820999A A A 8209A A A A A A 82099A A A A A A A A A A A A, betA 8209A F = 42.65 degrees; Section A is the intersection of blade and hub Section F is the top section. Section B, C, D and E are 20%, 40%, 60% and 80% of the blade positions separately from section A. The utility model greatly improves the aerodynamic performance of the impeller by changing the six cross-section installation angles of the SDF 11.2 type fan.

【技术实现步骤摘要】
一种新型叶轮叶片的轴流风机
本技术属于轴流风机
，具体涉及一种新型叶轮叶片的轴流风机。
技术介绍
轴流风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械。轴流风机具有低压头、大流量的特点，因轴流风机相对于离心风机具有体积小，安装简单，广泛应用于国民经济各领域，如电动工具、工程机械、空调、电力、冶金、能源、医药卫生等领域，具有很大的应用价值和广阔的市场前景。在节能减排、可持续发展的大背景下，作为能耗的大户，风机能量消耗占用了全国机械行业12％，大量的市场需求对轴流风机的效率和运行稳定性提出了更高的要求，降低轴流风机噪声，增大轴流风机流量、提高轴流效率是轴流风机设计的重要技术指标。目前，对轴流式通风机的研究主要集中在流型系数的选择和采用孤立翼型还是叶栅设计方法的选择上面，多数研究轴流式通风机的设计中主要关注比转速、叶片安装角、叶轮进出口气流角等关键设计要素对风机性能的影响。但是叶轮机械内部流动复杂，存在边界层分离、尾迹和漩涡运动等多种形式，具有黏性、可压缩性和非定常性等特点，因此对其展开气动设计十分困难。现有轴流风机已经很难进一步结构优化来提升性能了，比如效果较好并被广泛使用的SDF-11.2型号的风机，若能在SDF-11.2型号风机的基础上进一步提高性能，必然会给社会带来极大的效应，包括节能效应等。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有轴流风机存在的压力低、效率低、叶顶间隙泄露量大的现象，提供一种新型叶轮叶片的轴流风机。本技术包括叶轮、导叶、外筒、内筒、电机、轴套和网罩；所述的外筒、导叶和内筒通过焊接固连在一起；电机的底座固定在内筒上，叶轮通过轴套固定在电机的输出轴上；网罩固定在外筒上；叶轮结构为将SDF-11.2型号风机叶轮的叶片上六个截面的截面安装角分别设计成βA-A、βA-B、βA-C、βA-D、βA-E、βA-F后的结构，其中，βA-A、βA-B、βA-C、βA-D、βA-E、βA-F分别代表截面A、B、C、D、E、F的截面安装角，βA-A＝49.37°，βA-B＝47.05°，βA-C＝41.15°，βA-D＝38.57°，βA-E＝44.66°，βA-F＝42.65°。六个截面中，截面A为叶片与轮毂的相交面，截面F为叶顶截面，截面B、C、D、E分别为与截面A距离20％、40％、60％、80％的叶片位置处。所述电机的额定转速为720r/min，额定功率为4KW。所述叶轮的轮毂外侧面与内筒内侧面直径的径向间隙为10mm。所述叶轮叶片的数量为6片，叶片叶顶间隙为叶片高度的2％。所述导叶的数量为7～17个，导叶的厚度为2～4mm。本技术的有益效果：1、本技术在SDF-11.2型号风机的基础上，通过改变从叶根到叶顶6个均匀分布的截面的安装角，大大提高了叶轮气动性能，使得叶轮在整个流量区间，静压、全压、效率都有大幅提高，在设计流量点，全压增加了16.1pa,相对增量为7％，静压增加了12.5pa，相对增量为20％，效率提高了2.38％，相对增量为4.6％；2、本技术的叶轮减小了叶片中下部的全压，增加了叶顶部份的全压，同时叶轮整个叶高静压都得到了提高，使叶轮中下部流动得到了非常大的改善，达到了同时提高叶轮全压和效率的目的；3、本技术的叶片叶根处涡的尺寸得到了明显的抑制，涡所在位置的速度明显增大，涡流造成的损失减小；4、本技术减小了叶顶间隙的泄露量，而且使主要的泄露区域也有所减小。4、本实用新给轴流风机的优化设计提供了新思路，也适用于其它型号轴流风机的优化。附图说明图1为本技术结构优化后的风机剖视图；图2为SDF-11.2型号风机的原始叶轮叶片示意图；图3为叶轮叶片各优化截面的位置分布图；图4为本技术优化后的叶轮叶片示意图。具体实施方式如图1所示，一种新型叶轮叶片的轴流风机，包括叶轮1、导叶2、外筒3、内筒4、电机5、轴套6和网罩7；外筒3、导叶2和内筒4通过焊接固连在一起，电机5的底座固定在内筒4的腹板上，其中电机5的额定转速为720r/min，额定功率为4KW；叶轮1通过轴套6固定在电机5的输出轴上；叶轮1的轮毂外侧面与内筒4内侧面直径的径向间隙为10mm；网罩7固定在外筒3上，有整流和防止异物进入的作用。叶轮1由电机5带动给气体做功，提高气体的动压和静压，叶轮1上的叶片是根据SDF-11.2型号的风机的叶轮原始叶片优化而来，叶片数量为6片，叶片叶顶间隙为叶片高度的2％，具体为：将叶片上六个截面的截面安装角分别设计成βA-A、βA-B、βA-C、βA-D、βA-E、βA-F，βA-A、βA-B、βA-C、βA-D、βA-E、βA-F分别代表截面A、B、C、D、E、F的截面安装角，βA-A＝49.37°，βA-B＝47.05°，βA-C＝41.15°，βA-D＝38.57°，βA-E＝44.66°，βA-F＝42.65°。六个截面中，截面A为叶片与轮毂的相交面，截面F为叶顶截面，截面B、C、D、E分别为与截面A距离20％、40％、60％、80％的叶片位置处。六个截面的截面安装角设计过程如下：叶片截面安装角的定义如图2所示，叶片截面安装角是叶片截面弦线与额线的夹角βA。为对叶片各截面安装角进行较为准确的优化，首先引入六个影响因素，即六个截面，如图3所示，六个截面均匀分布在叶片上，其中，截面A为叶片与轮毂的相交面，截面F为叶顶截面，截面B、C、D、E分别分别为与截面A距离20％、40％、60％、80％的叶片位置处。考虑到设计误差和叶片的加工难度，取每个截面位置的截面安装角变化范围为-10％～+10％，为使试验样本足够大，能准确反应出真实的情况，每个因素取五个水平，分别在原始叶片的基础上变化-10％、-5％、0％、+5％、+10％，表1为具体的因素水平表，水平1表示叶片截面安装角在原模型的基础上减小10％，水平2表示截面安装角减小5％，水平3表示截面安装角与原模型一致，保持不变，水平4表示截面安装角增大5％，水平5表示截面安装角增大10％。由于是6因素5水平的正交试验，所以选取了L25(56)的正交表进行正交优化，需要做25组试验，具体试验组合见表2中试验方案及数值模拟结果。表1因素水平表2试验方案及数值模拟结果由于本技术的主要目标是尽量提高全压和效率，所以表2的试验结果中只列出了全压和效率两个指标。由表2中的试验数据可知最高全压达到了244.08pa，比原始风机的226.07pa高出了18.01pa，相对提高了8％；最高效率达到了54.3％，比原始风机51.59％提高了2.71％，相对提高了5.25。从表2中还可以看出试验组13、22、23都同时提高了风机的全压和效率，这说明通过优化各截面的安装角来提高风机气动性能的方法是有效的。表3全压极差分析然后，如表3所示，进行全压极差分析，表3中均值1表示，各因素包含水平1的五组试验全压之和的平均值，以此类推均值2、3、4和5分别表示每个因素包含水平2、水平3、水平4和水平5的五组试验全压之和的平均值，而且某因素下某水平全压之和的均值越大表示越利于提高全压。极差表示每个因素中各水平均值中最大值减去最小值的差值。极差可以看出某因素对指标的影响强弱，也可以代表敏感度，极差越大说明影响越大。从极差中可以看出RE&本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型叶轮叶片的轴流风机，包括叶轮、导叶、外筒、内筒、电机、轴套和网罩；所述的外筒、导叶和内筒通过焊接固连在一起；电机的底座固定在内筒上，叶轮通过轴套固定在电机的输出轴上；网罩固定在外筒上；其特征在于：叶轮结构为将SDF‑11.2型号风机叶轮的叶片上六个截面的截面安装角分别设计成βA‑A、βA‑B、βA‑C、βA‑D、βA‑E、βA‑F后的结构，其中，βA‑A、βA‑B、βA‑C、βA‑D、βA‑E、βA‑F分别代表截面A、B、C、D、E、F的截面安装角，βA‑A＝49.37°，βA‑B＝47.05°，βA‑C＝41.15°，βA‑D＝38.57°，βA‑E＝44.66°，βA‑F＝42.65°；六个截面中，截面A为叶片与轮毂的相交面，截面F为叶顶截面，截面B、C、D、E分别为与截面A距离20％、40％、60％、80％的叶片位置处。

【技术特征摘要】
1.一种新型叶轮叶片的轴流风机，包括叶轮、导叶、外筒、内筒、电机、轴套和网罩；所述的外筒、导叶和内筒通过焊接固连在一起；电机的底座固定在内筒上，叶轮通过轴套固定在电机的输出轴上；网罩固定在外筒上；其特征在于：叶轮结构为将SDF-11.2型号风机叶轮的叶片上六个截面的截面安装角分别设计成βA-A、βA-B、βA-C、βA-D、βA-E、βA-F后的结构，其中，βA-A、βA-B、βA-C、βA-D、βA-E、βA-F分别代表截面A、B、C、D、E、F的截面安装角，βA-A＝49.37°，βA-B＝47.05°，βA-C＝41.15°，βA-D＝38.57°，βA-E＝44.66°，βA-F＝42.65°；六...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛涵韬，窦华书，魏义坤，张炜，杨徽，程德磊，
申请(专利权)人：浙江理工大学上虞工业技术研究院有限公司，浙江理工大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33