一种质数叶片非均匀调制方法、叶轮及离心风机技术

本发明专利技术属于叶轮机械降噪相关技术领域，其公开了一种质数叶片非均匀调制方法、叶轮及离心风机，其中，调制方法包括：S1，以叶片均匀分布的叶轮为基础，确定叶片顺序；S2，确定第一叶片和第二叶片，其中第一叶片和第二叶片的排序之和为叶片的总数；S3，对叶片中除第一叶片和第二叶片之外的其他叶片按照正弦函数进行调制，确定其他叶片分别的相位角；S4，根据其他叶片分别的相位角以及静平衡条件，确定第一叶片和第二叶片的相位角。本发明专利技术通过对正弦函数非均匀调制方法进行改进，克服了传统调制方法在对质数叶片调制后叶轮无法自然达到静平衡的缺陷，使得该调制方法适用于质数叶片的情况，扩大了该非均匀调制方法的适用范围。扩大了该非均匀调制方法的适用范围。扩大了该非均匀调制方法的适用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种质数叶片非均匀调制方法、叶轮及离心风机


[0001]本专利技术属于叶轮机械降噪相关
，更具体地，涉及一种质数叶片非均匀调制方法、叶轮及离心风机。

技术介绍

[0002]叶轮在国民经济尤其是整个重工业体系中占有重要地位，叶轮机械是能源领域最大的发出设备，是航空、电站、军用设备等高端领域的核心动力部件，冶金、勘探、化工、土木等一般工业领域的主要或辅助动力部件。随着产业升级和环保标准的提高，叶轮机械的运行降噪成为重要的研究方向。
[0003]叶片非均匀分布调制是叶轮降噪领域的一种可降低离散噪声，改善叶轮运行噪声频谱特性的重要方法。现有基于正弦函数的叶片非均匀调制技术在用于质数数量的叶片时，由于质数叶片经过调制后叶轮无法自然达到静平衡，使得该技术无法对叶片数为质数的叶轮进行调制。而在叶轮机械中叶片通常为质数，具有质数叶片的叶轮不容易产生共振，噪音更低，应用场景广泛，因此无法对质数叶片进行非均匀调制是现有技术的重要限制问题。传统正弦调制方法如下：正弦调制公式为φ
′
i
＝φ
i
+Asin(nφ
i
)，其中，φ
i
表示均匀分布的旋转机械第i个叶片在叶轮的周向角度，φ
′
i
表示非均匀分布的叶轮机械第i个叶片在叶轮的周向角度，A为调制振幅，n为调制的循环次数。
[0004]上述调制方法在对合数叶片的非均匀调制降噪中已得到成功应用，其调制后对离散噪声的降低效果已得到验证，同时已被证明能保证调制后叶轮的静平衡。但是，现有叶片非均匀调制方法仍然存在如下技术问题：传统正弦函数非均匀调制方法无法适用于叶片为质数的情况，由于质数没有因数，导致质数叶片在非均匀调制后存在叶轮静止情况下受力不均衡的情况，因而限制了其工程上的应用，且使得质数叶片正弦调制的降噪效果还未得到验证。

技术实现思路

[0005]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质数叶片非均匀调制方法、叶轮及离心风机，解决了传统正弦函数非均匀调制方法无法适用于叶片为质数的情况，能够实现对质数叶片的非均匀调制，扩大了适用范围。
[0006]为实现上述目的，按照本专利技术的第一方面，提供了一种质数叶片非均匀调制方法，其中，叶片的总数为质数，所述调制方法包括：
[0007]S1，以叶片均匀分布的叶轮为基础，确定叶片顺序；
[0008]S2，确定第一叶片和第二叶片，其中所述第一叶片和所述第二叶片的排序之和为所述叶片的总数，且所述第一叶片的排序相比所述第二叶片的排序靠前；
[0009]S3，对所述叶片中除所述第一叶片和所述第二叶片之外的其他所述叶片按照正弦函数进行调制，确定其他所述叶片分别的相位角；
[0010]S4，根据其他所述叶片分别的相位角以及静平衡条件，确定所述第一叶片和所述
第二叶片的相位角。
[0011]根据本专利技术提供的质数叶片非均匀调制方法，S3中正弦函数的调制公式具体为：
[0012]φ
′
i
＝φ
i
+Asin(nφ
i
)；
[0013]其中，φ
i
表示所述叶片均匀分布的叶轮上第i个叶片的相位角，φ
′
i
表示第i个叶片非均匀调制后的叶片相位角，A为调制振幅，n为调制周期。
[0014]根据本专利技术提供的质数叶片非均匀调制方法，S3具体包括：
[0015]先将第1至第个所述叶片内除所述第一叶片之外的所述叶片按照正弦函数的调制公式进行调制，确定各自的相位角；
[0016]然后根据所述叶片的相位角互周的特性，确定其余所述叶片中除所述第二叶片之外的所述叶片的相位角；
[0017]其中，m为所述叶片的总数。
[0018]根据本专利技术提供的质数叶片非均匀调制方法，所述调制振幅A的范围为[
‑
10,10]且不等于0；所述调制周期n为正整数。
[0019]根据本专利技术提供的质数叶片非均匀调制方法，S4中所述第一叶片的相位角为：
[0020][0021]其中，φ
′
a
为所述第一叶片调制后的相位角，m为所述叶片的总数；φ
′
i
为第i个叶片非均匀调制后的叶片相位角。
[0022]根据本专利技术提供的质数叶片非均匀调制方法，S4中所述第二叶片的相位角为：
[0023]φ
′
m
‑
a
＝360
‑
φ
′
a
；
[0024]其中，φ
′
m
‑
a
为所述第二叶片调制后的相位角。
[0025]根据本专利技术提供的质数叶片非均匀调制方法，S3中对所述叶片中除所述第一叶片和所述第二叶片之外的其他所述叶片按照正弦函数进行调制时，其他所述叶片分别的相位角还满足：
[0026][0027]其中，φ
′
i
表示第i个叶片非均匀调制后的叶片相位角。
[0028]根据本专利技术提供的质数叶片非均匀调制方法，所述第一叶片和所述第二叶片的排序位于中间位置。
[0029]按照本专利技术的第二方面，提供了一种叶轮，包括质数数量的多个叶片，多个所述叶片的相位角采用如上述任一项所述的质数叶片非均匀调制方法得到。
[0030]按照本专利技术的第三方面，提供了一种离心风机，包括上述叶轮。
[0031]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，本专利技术提供的质数叶片非均匀调制方法、叶轮及离心风机：
[0032]1.通过先对第一叶片和第二叶片之外的其他叶片按照传统正弦调制公式进行叶片相位角的确定，然后第一叶片和第二叶片的相位角根据其余叶片相位角的变化量与静平衡条件确定，通过对正弦函数非均匀调制方法进行改进，克服了传统调制方法在对质数叶
片调制后叶轮无法自然达到静平衡的缺陷，使得该调制方法适用于质数叶片的情况，扩大了该非均匀调制方法的适用范围；
[0033]2.该调制方法以传统正弦函数调制方法为基础，保留了大多数叶片经正弦函数调制的结果，在降低叶轮机械离散噪声上的应用效果具有相应的理论支撑；
[0034]3.该调制方法通过对质数叶片中2个叶片相位角的重新确定，即第一叶片和第二叶片并不是通过正弦调制确定的，从而削弱了正弦函数对相位角调制的循环性，进一步提高了叶片调制后的非均匀程度，避免了引入新的音调成分，有利于保证降噪效果。
附图说明
[0035]图1是本专利技术提供的质数叶片非均匀调制方法的示意图；
[0036]图2是本专利技术提供的叶片数量为5且叶片均匀分布时的俯视图；
[0037]图3是图2所示的叶轮经过本专利技术所提供的方法调制后的俯视图；
[0038]图4是图2所示的叶轮经过本专利技术所提供的方法调制后的等轴测图；
[0039]图5是叶片数量为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种质数叶片非均匀调制方法，其中，叶片的总数为质数，其特征在于，所述调制方法包括：S1，以叶片均匀分布的叶轮为基础，确定叶片顺序；S2，确定第一叶片和第二叶片，其中所述第一叶片和所述第二叶片的排序之和为所述叶片的总数，且所述第一叶片的排序相比所述第二叶片的排序靠前；S3，对所述叶片中除所述第一叶片和所述第二叶片之外的其他所述叶片按照正弦函数进行调制，确定其他所述叶片分别的相位角；S4，根据其他所述叶片分别的相位角以及静平衡条件，确定所述第一叶片和所述第二叶片的相位角。2.如权利要求1所述的质数叶片非均匀调制方法，其特征在于，S3中正弦函数的调制公式具体为：φ
′
i
＝φ
i
+Asin(nφ
i
)；其中，φ
i
表示所述叶片均匀分布的叶轮上第i个叶片的相位角，φ
ii
表示第i个叶片非均匀调制后的叶片相位角，A为调制振幅，n为调制周期。3.如权利要求1或2所述的质数叶片非均匀调制方法，其特征在于，S3具体包括：先将第1至第个所述叶片内除所述第一叶片之外的所述叶片按照正弦函数的调制公式进行调制，确定各自的相位角；然后根据所述叶片的相位角互周的特性，确定其余所述叶片中除所述第二叶片之外的所述叶片的相位角；其中，m为所述叶片的总数。4.如权利要求2所述的质数叶片非均匀调制方法，其特征在于，所述调制振幅A的范围为[
‑
10,10]且...

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