一种带有降噪通气孔的轴流风机叶片制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种带有降噪通气孔的轴流风机叶片，包括叶顶、叶根、前缘、尾缘、压力面、吸力面，叶顶下方的一个空间里设置A型主干进气孔，在该空间设置贯穿到压力面的C型出气孔，C型出气孔连通A型主干进气孔，在前缘上开设B型枝干进气孔，B型枝干进气孔以弧形的形状延伸至A型主干进气孔所在空间并与A型主干进气孔相通。本发明专利技术气体由前缘位置流入进气孔，然后从压力面喷出。从压力面喷出的这部分气体会具有较大的动能，当叶片压力面的气流由于压差而向叶片吸力面流动时，就会被喷出的气流裹挟着流向叶片尾缘，而不会流向叶顶间隙。这样就会很大程度地抑制叶顶间隙泄露涡的形成，从而大幅削弱风机的气动噪声。从而大幅削弱风机的气动噪声。从而大幅削弱风机的气动噪声。

【技术实现步骤摘要】
一种带有降噪通气孔的轴流风机叶片


[0001]本专利技术涉及的是一种叶片，具体地说是轴流风机叶片。

技术介绍

[0002]噪声与空气污染和水污染一起被列为当今世界的三大主要污染源，是工业文明危害环境的主要因素之一。为了控制噪声对环境的污染，改善人们的生活和工作环境，世界各国都投入了大量的人力、物力开展减振降噪方面的研究，并制定了一系列的标准与法规。
[0003]风机是工农业生产和人们的日常生活中应用极为广泛的机械设备，它覆盖着动力、电力、化工、冶金及机械等多个工程领域。近年来，各种风机的保有量逐年增加，转速越来越高，风机运转噪声对人们生活的影响也越来越严重。
[0004]对于轴流风机来说，风机的气动噪声是主要的噪声源，机械噪声与气动噪声相比要小很多。风机的气动噪声由分布在频谱范围内的宽频噪声和各阶谐波的离散噪声组成。前者为湍流噪声，由压力和速度波动引起；后者为旋转噪声，由风机动叶与静叶的相互干涉引起。
[0005]理论与实验表明，粘性流体流经叶片时，在叶片表面和附近会产生各种复杂的涡系，其中叶顶泄露涡和尾缘脱落涡会产生较大的气动噪声。而目前针对叶顶泄露涡和尾缘脱落涡的降噪手段主要是通过添加叶冠来抑制叶顶间隙泄露涡以及通过设置锯齿形尾缘来破碎大尺度尾缘脱落涡。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供能在很大程度地抑制叶顶间隙泄露涡的形成，从而大幅削弱风机气动噪声的一种带有降噪通气孔的轴流风机叶片。
[0007]本专利技术的目的是这样实现的：
[0008]本专利技术一种带有降噪通气孔的轴流风机叶片，其特征是：包括叶顶、叶根、前缘、尾缘、压力面、吸力面，叶顶下方的一个空间里设置A型主干进气孔，在该空间设置贯穿到压力面的C型出气孔，C型出气孔连通A型主干进气孔，在前缘上开设B型枝干进气孔，B型枝干进气孔以弧形的形状延伸至A型主干进气孔所在空间并与A型主干进气孔相通。
[0009]本专利技术还可以包括：
[0010]1、叶高的长度为h，叶片的弦长为b，A型主干进气孔的轴线A1和C型出气孔的轴线C1皆位于与叶顶平行的平面内，该平面与叶顶间距为h/20，A1型轴线与叶片的中弧线重合，且A1型轴线为4b/5。
[0011]2、C1型轴线与叶片的弦的夹角为30
°
，相邻两个C1型轴线的距离L取为弦长b的6％
‑
7％，第一个C1型轴线与前缘交点15的距离为b/5,最后一个C1型轴线与尾缘交点16的距离为b/6。
[0012]3、相邻B型枝干进气孔之间的距离为h/10，最下方B型枝干进气孔与叶根的距离不小于h/2。
[0013]4、A型主干进气孔和B型枝干进气孔直径皆可取为叶高h的1/30，C型出气孔直径可取为叶高h的1/60。
[0014]5、在C型出气孔轴线所在平面建立平面直角坐标系，以前缘交点为坐标原点O，以弦为X轴，将C1型轴线所在平面内过坐标原点O且垂直于X轴的直线设为Y轴，则A1型轴线可用如下方程来表示：
[0015][0016]上式中，b为弦长，d为中弧线中点与弦的距离；
[0017]C1型轴线可用如下方程来表示：
[0018][0019]上式中，i表示距离前缘交点第i个C1型轴线，b为弦长，L为相邻两个C1型轴线间距。
[0020]6、将位于连接叶顶前缘交点与叶根前缘交点的直线上并且距离叶顶为h/20处的点设为坐标原点O，将过坐标原点O且平行于叶顶弦的直线设为X轴，将连接叶顶前缘交点与叶根前缘交点的直线设为Y轴，将过坐标原点O且垂直于投影面的直线设为Z轴，Z轴正方向指向吸力面；
[0021]则B型枝干进气孔轴线的投影线B2可用如下方程来表示：
[0022][0023]中曲面F1可用如下方程来表示：
[0024][0025]则B型枝干进气孔轴线可用如下方程来表示：
[0026][0027]上式中，i表示距离叶顶第i个B型枝干进气孔轴线，b表示弦长，h表示叶高，d表示中弧线中点与弦的距离。
[0028]本专利技术的优势在于：对于某些型号的轴流风机，由叶顶间隙泄露涡产生的涡流噪声对整个风机气动噪声起主要影响。叶顶间隙泄露涡是由于在叶片工作时叶片压力面的静压大于吸力面的静压，并且由于离心力的作用，叶片压力面的气体会通过叶顶与外壳之间的间隙流向叶片吸力面，气流在流向吸力面的过程中会在叶顶间隙处形成旋涡，并且在叶片吸力面靠近叶顶附近形成较为强烈的泄露涡，进而形成较大的涡流噪声。而本专利技术的特征是在叶片前缘位置处设置一系列进气通道，并且在叶片压力面上靠近叶顶位置处开设一系列出气通道。这样气体就会由前缘位置流入进气孔，然后从压力面喷出。从压力面喷出的
这部分气体会具有较大的动能，当叶片压力面的气流由于压差而向叶片吸力面流动时，就会被喷出的气流裹挟着流向叶片尾缘，而不会流向叶顶间隙。这样就会很大程度地抑制叶顶间隙泄露涡的形成，从而大幅削弱风机的气动噪声。
附图说明
[0029]图1为轴流风机计算结果云图；
[0030]图2为轴流风机总体结构示意图；
[0031]图3为本专利技术的结构示意图；
[0032]图4为C型出气孔轴线所在平面叶型示意图；
[0033]图5为进气孔在前缘上分布示意图；
[0034]图6为B型通气孔轴线投影示意图。
具体实施方式
[0035]下面结合附图举例对本专利技术做更详细地描述：
[0036]结合图1
‑
6，本专利技术是一种带有降噪通气孔的轴流风机叶片。如图2所示，本专利技术的总体结构包括风机外壳1、叶片2、轮毂3、叶顶间隙4、降噪通气孔5。如图3和图4所示，该叶片包括叶顶8、叶根9、前缘6、尾缘7、压力面10、吸力面11、A型主干进气孔、B型枝干进气孔以及C型出气孔。结合图2
‑
图4，叶片2在随着轮毂3旋转时，由于叶片2的做功，叶片压力面10的静压大于叶片吸力面11的静压，并且由于在旋转的过程中，气体会具有一定的离心力。因此，在静压差和离心力的作用下，气体会从压力面10经过叶顶间隙流向吸力面10，并且在叶顶间隙4处形成旋涡，进而产生相当大的涡流噪声。由图1中涡量云图可知，脱落涡开始产生的位置大约位于前缘6b/5处，结束位置大约位于距离尾缘7b/6处。由图1中静压云图可知，叶片前缘6的静压大于叶片压力面10处的静压。因此，通过开设从前缘6进气，从压力面10喷出气体的通气孔来降噪这一设想是能实现的。如图3所示，本专利技术的特征是在靠近叶顶位置处开设A型主干进气孔，然后再开始一系列B型枝干进气孔用以增大进气量，然后再开设一系列贯穿到压力面10的C型出气孔。当气流在压力差的作用下，从压力面10通过叶顶间隙4流向吸力面11的时候，从C型出气孔喷出的气体会裹挟着这部分气流流向叶片尾缘7，这样就可以大幅度限制叶顶间隙4泄露涡的形成，进而极大程度地削弱轴流风机的气动噪声。
[0037]如图4所示，叶片叶型包括中弧线12、中弧线与叶型前缘交点15、中弧线与叶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带有降噪通气孔的轴流风机叶片，其特征是：包括叶顶、叶根、前缘、尾缘、压力面、吸力面，叶顶下方的一个空间里设置A型主干进气孔，在该空间设置贯穿到压力面的C型出气孔，C型出气孔连通A型主干进气孔，在前缘上开设B型枝干进气孔，B型枝干进气孔以弧形的形状延伸至A型主干进气孔所在空间并与A型主干进气孔相通。2.根据权利要求1所述的一种带有降噪通气孔的轴流风机叶片，其特征是：叶高的长度为h，叶片的弦长为b，A型主干进气孔的轴线A1和C型出气孔的轴线C1皆位于与叶顶平行的平面内，该平面与叶顶间距为h/20，A1型轴线与叶片的中弧线重合，且A1型轴线为4b/5。3.根据权利要求2所述的一种带有降噪通气孔的轴流风机叶片，其特征是：C1型轴线与叶片的弦的夹角为30
°
，相邻两个C1型轴线的距离L取为弦长b的6％
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7％，第一个C1型轴线与前缘交点15的距离为b/5,最后一个C1型轴线与尾缘交点16的距离为b/6。4.根据权利要求1所述的一种带有降噪通气孔的轴流风机叶片，其特征是：相邻B型枝干进气孔之间的距离为h/10，最下方B型枝干进气孔与叶根的距离不小于h/2。5.根据权利要求1所述的一种带有降噪通气孔的轴流风机叶...

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