一种后向离心风机叶轮制造技术

本发明专利技术公开了一种后向离心风机叶轮，属于风机叶轮设计领域。所述叶轮由叶轮前盘、叶轮后盘及叶片组成。其中，所述叶片具有一种高效叶片形式，叶型由压力曲面、吸力曲面、上曲面、下曲面和尾缘曲面组成；压力曲面局部带有脊状表面结构。本发明专利技术通过在叶片压力曲面局部位置，从叶片高度0％到叶片高度100％位置，布置一排连续的、大小相等的、截面形状为等腰三角形的脊状结构。通过压力曲面脊状表面起始位置sl、脊高h、脊间距s和总体长度l，共4个参数的设计，能够有效提高后向离心风机的效率。能够有效提高后向离心风机的效率。能够有效提高后向离心风机的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种后向离心风机叶轮


[0001]本专利技术属于风机叶轮设计领域，更具体地，涉及一种后向离心风机叶轮。

技术介绍

[0002]后向离心风机一般应用于工厂、矿井、隧道、建筑物等多种场合。同时，在空调设备和家用电器设备中也有广泛的应用。因其用途的特殊性和广泛性，对其高效、节能的要求越来越高。
[0003]叶轮是后向离心风机的主要做功部件，对于提高风机的效率、改善风机的性能有着重要作用。但是，后向离心风机在工作时，叶片表面会出现流动分离、二次流等多种流动现象，从而引起风机内部的流动损失，降低风机的运行效率。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种后向离心风机叶轮，以提高后向离心风机的气动性能，有效控制叶片表面的流动分离，降低流动损失。
[0005]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种后向离心风机叶轮，包括：叶轮前盘、叶轮后盘及叶片；
[0006]所述叶片包括压力曲面、吸力曲面、上曲面、下曲面和尾缘曲面；其中，所述上曲面、下曲面分别与所述叶轮前盘、叶轮后盘重合；所述压力曲面与吸力曲面相交，且分别均与所述上曲面、下曲面相交；
[0007]在所述压力曲面的预设区域设置有一排连续的、大小相等的、截面形状为等腰三角形的脊状结构；所述脊状结构的脊高h、脊间距s、起始位置sl、长度l与所述叶片的截面与所述压力曲面相交形成的压力曲线的长度c之间满足以下关系式：
[0008][0009][0010]0.1c≤sl≤0.4c/>[0011]0.1c≤l≤0.4c
[0012]0.2c≤sl+l≤0.5c
[0013]0.5≤s/h≤4
[0014]其中，h
+
和s
+
为无量纲参数，1≤h
+
≤24、1≤s
+
≤24；Re为基于叶片来流的雷诺数，其值由所述叶片截面上前缘曲线处的平均速度决定。
[0015]优选地，所述预设区域为靠近所述前缘曲线一侧的前10％
‑
50％区域；所述前缘曲线为压力曲面与吸力曲面相交形成。
[0016]优选地，所述截面垂直于所述叶片的高度方向。
[0017]优选地，所述上曲面、下曲面及截面均为翼形。
[0018]优选地，所述上曲面、下曲面及截面均为NACA翼形。
[0019]优选地，所述压力曲面与吸力曲面相交形成前缘曲线；
[0020]所述上曲面与所述压力曲面和吸力曲面相交形成上曲线；
[0021]所述下曲面与所述压力曲面和吸力曲面相交获得下曲线。
[0022]优选地，所述叶片的截面与所述吸力曲面、尾缘曲面相交，形成吸力曲线和尾缘曲线。
[0023]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
[0024]针对叶片表面的分离涡结构和叶片尾缘处的流动分离对后向离心风机气动性能产生的不利影响，本专利技术提出了一种叶片表面局部带脊状表面的后向离心风机叶轮，通过在叶片压力曲面局部位置，从叶片高度0％到叶片高度100％位置，布置一排连续的、大小相等的、截面形状为等腰三角形的脊状结构。通过压力曲面脊状表面起始位置sl、脊高h、脊间距s和总体长度l，共4个参数的设计，能够有效控制叶片表面的流动分离，降低流动损失，提高后向离心风机的气动性能，从而有效提高后向离心风机的效率，从而达到节能增效的目的。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例提供的后向离心风机叶轮立体示意图；
[0026]图2为本专利技术实施例提供的叶轮正视图；
[0027]图3A、3B、3C、3D为本专利技术实施例提供不同角度下叶片的立体示意图；
[0028]图4为本专利技术实施例提供的叶片下曲面控制点分布示意图；
[0029]图5为本专利技术实施例提供的叶片截面摩擦系数分布示意图；
[0030]图6为本专利技术实施例提供的叶片脊状表面结构参数示意图；
[0031]图7为本专利技术实施例提供的叶片压力曲面正视图；
[0032]图8为本专利技术实例应用的叶片的立体示意图；
[0033]图9为本专利技术实例应用的脊状表面参数示意图；
[0034]图10为本专利技术实例应用的实验特性曲线与采用相同光滑表面叶片的后向离心风机的实验压力特性曲线对比；
[0035]图11为本专利技术实例应用的实验特性曲线与采用相同光滑表面叶片的后向离心风机的实验效率特性曲线对比。
具体实施方式
[0036]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0037]本专利技术实施例提供一种后向离心风机叶轮，如图1所示，包括：叶轮前盘、叶轮后盘及叶片；
[0038]所述叶片包括压力曲面、吸力曲面、上曲面、下曲面和尾缘曲面；其中，所述上曲
面、下曲面分别与所述叶轮前盘、叶轮后盘重合；所述压力曲面与吸力曲面相交，且分别均与所述上曲面、下曲面相交。
[0039]优选地，所述截面垂直于所述叶片的高度方向。
[0040]优选地，所述上曲面、下曲面及截面均为翼形。
[0041]优选地，所述上曲面、下曲面及截面均为NACA翼形。
[0042]具体地，如图1
‑
2所示，本专利技术提供的叶轮是一种叶片表面局部带脊状表面的后向离心风机叶轮，由叶轮前盘、叶轮后盘及叶片组成。如图3A、3B、3C、3D所示，叶片为空间三维曲面，包括压力曲面、吸力曲面、上曲面、下曲面和尾缘曲面。所述上曲面与所述叶轮前盘重合，所述下曲面与所述叶轮后盘重合。所述上曲面和所述下曲面形状为翼型。上曲线由所述上曲面与所述压力曲面和所述吸力曲面相交获得；下曲线由所述下曲面与所述压力曲面和所述吸力曲面相交获得。压力曲面、吸力曲面相交形成前缘曲线。在各叶片高度截面上，压力曲面、吸力曲面、尾缘曲面与截面相交，分别形成压力曲线、吸力曲线和尾缘曲线；前缘曲线与截面相交形成前缘点。记不同叶片高度截面翼型的压力曲线长度为c。
[0043]在所述压力曲面的预设区域设置有一排连续的、大小相等的、截面形状为等腰三角形的脊状结构。
[0044]优选地，所述预设区域为靠近前缘曲线一侧的前10％
‑
50％区域；所述前缘曲线为压力曲面与吸力曲面相交形成。
[0045]具体地，在后向离心风机叶片在各个叶片截面的压力曲线上均匀取得11个控制点(分别距离前缘曲线0％、10％、20％，
…
，90％，100％)，分别记为控制点1
‑
控制点11。
[0046]图4示意了本专利技术叶片下曲面控制点分布。尽管不同叶片高度上，截面翼型的压力曲线长度有所差异。但各个截面上，每个控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种后向离心风机叶轮，其特征在于，包括：叶轮前盘、叶轮后盘及叶片；所述叶片包括压力曲面、吸力曲面、上曲面、下曲面和尾缘曲面；其中，所述上曲面、下曲面分别与所述叶轮前盘、叶轮后盘重合；所述压力曲面与吸力曲面相交，且分别均与所述上曲面、下曲面相交；在所述压力曲面的预设区域设置有一排连续的、大小相等的、截面形状为等腰三角形的脊状结构；所述脊状结构的脊高h、脊间距s、起始位置sl、长度l与所述叶片的截面与所述压力曲面相交形成的压力曲线的长度c之间满足以下关系式：压力曲面相交形成的压力曲线的长度c之间满足以下关系式：0.1c≤sl≤0.4c0.1c≤l≤0.4c0.2c≤sl+l≤0.5c0.5≤s/h≤4其中，h
+
和s
+
为无量纲参数，1≤h
+
≤24、1≤s

【专利技术属性】
技术研发人员：杨筱沛，蒋博彦，王军，肖千豪，丁炎炎，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：