一种具有前缘不均匀分布渐缩渐扩型叶片的离心风机制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种具有前缘不均匀分布渐缩渐扩型叶片的离心风机，包括穿孔叶片、上端盖、下端盖，上端盖和下端盖安装在一起组成叶轮外壳，穿孔叶片安装在叶轮外壳里；所述穿孔叶片包括吸力面、压力面、圆弧前缘、尾缘，圆弧前缘旁设置前缘穿孔列，尾缘旁设置尾缘穿孔列；前缘穿孔列为渐缩形式，尾缘穿孔列为渐扩形式。本发明专利技术可以均匀叶片吸力面和压力面的压力脉动。针对前缘和尾缘穿孔所要达到的效果不同，偏转其穿孔角度可以保证气流流动的方向性，减小因穿孔带来的射流效应。通过渐缩前缘穿孔，渐扩尾缘穿孔的设计，更精准的控制附近的压力脉动的均匀性，达到降低噪声源，进一步降低叶片所引起的涡流噪声的目标。一步降低叶片所引起的涡流噪声的目标。一步降低叶片所引起的涡流噪声的目标。

【技术实现步骤摘要】
一种具有前缘不均匀分布渐缩渐扩型叶片的离心风机


[0001]本专利技术涉及的是一种离心风机，具体地说是包含穿孔叶片的离心风机。

技术介绍

[0002]离心风机作为一种通风设备，具有体积小，结构简单，通风效果好，经济型好等特点，离心风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却，与人们的生活环境息息相关。离心风机在工作过程中，叶片周期性拍打空气，叶片周围会形成不均匀的压力脉动，从而产生气动噪声，是离心风机的主要噪声成分。相关研究表明叶片前缘噪声和尾缘噪声均为离心风机主要噪声来源。
[0003]目前，离心风机降噪设计方案以单一降低叶片前缘噪声或尾缘噪声为目标进行优化设计。降低前缘噪声主要是受到仿生学启发的波浪型前缘设计。许多研究表明，波浪前缘叶片可以改善失速后的动力特性，并延迟失速的发生，并可以显著降低湍流干涉宽频噪声。但此设计同时会增加前缘湍流复杂性，离心风机气动性能难以保证。在尾缘噪声降低方面多采用锯齿化结构，破坏叶片表面的涡旋，从而减小射流
‑
尾迹效应。但其在锯齿设计方案和原理以及与前缘干涉的问题上很难单独研究其作用。因此，需要寻找更有针对性的改变叶片结构，并同时降低前后缘噪声的方案，从而达到叶片优化降噪的目的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供在不影响离心风机性能的条件下，达到噪声降低效果的一种具有前缘不均匀分布渐缩渐扩型叶片的离心风机。
[0005]本专利技术的目的是这样实现的：
[0006]本专利技术一种具有前缘不均匀分布渐缩渐扩型叶片的离心风机，其特征是：包括穿孔叶片、上端盖、下端盖，上端盖和下端盖安装在一起组成叶轮外壳，穿孔叶片安装在叶轮外壳里；所述穿孔叶片包括吸力面、压力面、圆弧前缘、尾缘，圆弧前缘旁设置前缘穿孔列，尾缘旁设置尾缘穿孔列；前缘穿孔列为渐缩形式，尾缘穿孔列为渐扩形式。
[0007]本专利技术还可以包括：
[0008]1、所述前缘穿孔列为一列前缘穿孔，前缘穿孔列的前缘穿孔从下端盖方向至上端盖方向逐渐增加前缘穿孔的间距；所述尾缘穿孔列为两列尾缘穿孔，每列尾缘穿孔都均匀分布。
[0009]2、前缘穿孔设置在离叶片前缘的距离L1处，为叶片弦长C的7％
‑
9％，前缘穿孔在叶片吸力面5孔径为压力面6的50％
‑
60％，前缘穿孔间距l1的最短距离为相应叶高h1的1/5，位于叶片边缘的穿孔距离叶片边缘距离d1为最短穿孔间距l
1min
的1/2。
[0010]3、两列尾缘穿孔列离叶片前缘的距离L2和L3分别为叶片弦长C的70％
‑
72％和80％
‑
82％，尾缘穿孔直径从压力面5向吸力面6渐扩50％
‑
60％，尾缘穿孔之间的间距l2均匀排布，取相应穿孔位置叶高h2的1/5，位于叶片边缘的穿孔与叶片边缘距离d2、d3为穿孔间距的1/2。
[0011]4、前缘穿孔与穿孔叶片夹角为50
°‑
70
°
，尾缘穿孔与穿孔叶片夹角为40
°‑
50
°
。
[0012]本专利技术的优势在于：
[0013]1、叶片前缘和尾缘附近同时穿孔设计可以均匀叶片吸力面和压力面的压力脉动。
[0014]2、针对前缘和尾缘穿孔所要达到的效果不同，偏转其穿孔角度可以保证气流流动的方向性，减小因穿孔带来的射流效应。
[0015]3、通过对前缘和尾缘附近穿孔的渐缩渐扩设计，可以更精确的将所需要升压或降压的区域通过控制孔径变化，达到定量设计的效果。最终通过渐缩前缘穿孔，渐扩尾缘穿孔的设计，更精准的控制附近的压力脉动的均匀性，达到降低噪声源，进一步降低叶片所引起的涡流噪声的目标。
附图说明
[0016]图1为叶轮的结构示意图；
[0017]图2为穿孔叶片的结构示意图；
[0018]图3a为穿孔叶片的俯视图，图3b为穿孔叶片的前缘和尾缘穿孔示意图；
[0019]图4为穿孔叶片偏转角示意图；
[0020]图5为前缘穿孔示意图；
[0021]图6为尾缘穿孔示意图；
[0022]图7为前缘穿孔、尾缘穿孔分布尺寸示意图；
[0023]图8为本专利技术的结构示意图。
具体实施方式
[0024]下面结合附图举例对本专利技术做更详细地描述：
[0025]结合图1
‑
8，本专利技术一种具有渐缩渐扩喷管特性的前缘不均匀排列穿孔型离心风机叶片。其特征是：包括吸力面5，压力面6，圆弧前缘3和尾缘4，前缘附近穿孔列7，以及尾缘附近两排穿孔列8。最终整体离心叶轮由上端盖1以及下端盖2与10个穿孔叶片构成图1整体离心风机叶轮。
[0026]叶片前缘和尾缘的穿孔所要达到的效果不同，因此其穿孔位置和孔径需要进一步规范化。首先针对孔径问题，如果穿孔孔径过大，则在叶片旋转的压力面作用下，流体会大量穿过孔径流出，会出现泄露现象，无法保证风机气动特性。而孔径过小会引起阻塞，反而使叶片表面压力紊乱，无法达到降噪目的。因此，保证穿孔直径D为叶片展向长度的2％
‑
5％。
[0027]通过管径的渐缩和扩张可以进一步达到降噪效果。图3b显示出叶片穿孔位置的示意图。针对前缘的逆向流动问题，穿孔位置设置在离叶片前缘的距离L1处，为叶片弦长C的7％
‑
9％。将穿孔做成渐缩形式，进一步加速气流，从而破坏叶片前缘吸力面的逆向流动。图5是具体的叶片前缘附近穿孔列7的尺寸示意图。其中叶片吸力面5孔径为压力面6的50％
‑
60％，即前缘压力面穿孔列7的直径D1为5
‑
7mm，吸力面穿孔直径D2为2
‑
4mm，穿孔间距l1的最短距离为相应叶高h1的1/5。另外，由于上端盖1前缘区域的曲率变化明显，因此前缘部分穿孔从下端盖2到上端盖1呈等差形式由密到疏依次排开，位于叶片边缘的穿孔距离叶片边缘距离d1为最短穿孔间距l
1min
的1/2。以保证细小区域不出现回流和挤压等现象。
[0028]图3b中体现出尾缘附近穿孔列8的位置示意图。尾缘两排穿孔列8位置离叶片前缘的距离L2和L3分别为叶片弦长C的70％
‑
72％和80％
‑
82％。图6为尾缘穿孔尺寸示意图。尾缘部分的穿孔孔径变化与前缘呈现相反的规律，尾缘穿孔直径从压力面5向吸力面6渐扩50％
‑
60％，即尾缘压力面5的穿孔直径D3为2
‑
4mm，吸力面6的穿孔直径D4为5
‑
7mm。图7中尾缘穿孔之间的间距l2均匀排布，取相应穿孔位置叶高h2的1/5，位于叶片边缘的穿孔距离叶片边缘距离d2,d3为穿孔间距的1/2，这与前缘附近穿孔的设计相类似。
[0029]图4显示了叶片穿孔的偏转角度。叶片前缘穿孔列7与叶片夹角α为50
°‑
70
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有前缘不均匀分布渐缩渐扩型叶片的离心风机，其特征是：包括穿孔叶片、上端盖、下端盖，上端盖和下端盖安装在一起组成叶轮外壳，穿孔叶片安装在叶轮外壳里；所述穿孔叶片包括吸力面、压力面、圆弧前缘、尾缘，圆弧前缘旁设置前缘穿孔列，尾缘旁设置尾缘穿孔列；前缘穿孔列为渐缩形式，尾缘穿孔列为渐扩形式。2.根据权利要求1所述的一种具有前缘不均匀分布渐缩渐扩型叶片的离心风机，其特征是：所述前缘穿孔列为一列前缘穿孔，前缘穿孔列的前缘穿孔从下端盖方向至上端盖方向逐渐增加前缘穿孔的间距；所述尾缘穿孔列为两列尾缘穿孔，每列尾缘穿孔都均匀分布。3.根据权利要求2所述的一种具有前缘不均匀分布渐缩渐扩型叶片的离心风机，其特征是：前缘穿孔设置在离叶片前缘的距离L1处，为叶片弦长C的7％
‑
9％，前缘穿孔在叶片吸力面5孔径为压力面6的50％
‑
60％，前缘穿孔间距l1的最短距离为相应叶高h1的...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖友洪，闫莹，原野，许顺利，何建元，卢华兵，杨光辉，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：