【技术实现步骤摘要】
本申请涉及风机，更具体地，涉及一种离心风机叶片型线设计方法、叶片、叶轮及离心风机。
技术介绍
1、离心风机是根据机械能转换为动能和压力能的原理，利用高速旋转的叶轮将气体加速，提高气体的动能和压力并能改变其运动方向，以实现向特定方向的气体高速抽排的作用的装置。
2、目前离心风机的叶片型线设计一般为圆弧叶片，常见的作法是单元弧叶片型线，决定单元弧叶片叶型有6个参数：叶轮内径r1、叶轮外径r2、圆弧半径rk、圆心角α、进口安装角β1a和出口安装角β2a，如图1所示。这些参数之间的关系由下式可以得到：
3、
4、
5、
6、其中，上述6个参数之中只有4个是相互独立的。设计叶型时候，通常是根据实际安装尺寸确定r2和r1，给定β1a和β2a，其他参数可以根据上式求出，从而确定出叶型。但是，上述方法存在以下问题：
7、1)由于叶轮叶道有一定长度，尤其是对于一些叶片比较长的叶轮来说，叶道内部气流角的变化与圆弧的夹角可能会比较大，会造成有较大的冲角，引起冲击损失；
8、2)对于离心叶轮来说，在轴向不同截面流动变化差异也较大，叶片型线设计也应有一定的调整，目前的二维设计并未考虑不同截面的差异，会造成其他轴向截面流动较差，对离心风机性能造成不利影响。
9、即目前离心风机叶片型线的设计大多数采用单元弧叶片且为二维设计。而实际中由于叶道内部气流角与单元弧叶片的切线角度差异较大，以及在轴向不同截面气流角度也不尽相同，采用传统的圆弧叶片及二维设计难以适应该情况，造
技术实现思路
1、本申请实施例所要解决的技术问题是目前离心风机叶片型线的设计不考虑实际叶道内部气流角与单元弧叶片的切线角度的差异以及在轴向不同截面气流角度也不尽相同的情况，使得传统的圆弧叶片难以适应该情况，造成一定流动损失，对离心风机性能造成不利影响。
2、为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种离心风机叶片型线设计方法，采用了如下所述的技术方案：
3、根据安装尺寸确定叶片参数，其中，所述叶片参数包括叶轮内径、叶轮外径、进口安装角以及出口安装角；
4、根据所述叶片参数拟合叶片安装角变化规律，并根据所述叶片安装角变化规律得到初始叶片型线，基于所述初始叶片型线得到叶轮模型；
5、通过计算流体动力学方法计算所述叶轮模型的气流状态，基于所述气流状态获取叶道在不同半径处的气流方向角；
6、根据所述气流方向角得到气流方向角变化规律，对比所述气流方向角变化规律与所述叶片安装角变化规律是否一致；
7、在所述气流方向角变化规律与所述叶片安装角变化规律一致时，将所述初始叶片型线作为最优叶片型线；
8、在所述气流方向角变化规律与所述叶片安装角变化规律不一致时，调整叶片安装角进行计算，直至所述气流方向角变化规律与所述叶片安装角变化规律一致，输出最终的最优叶片型线。
9、进一步的，所述根据所述叶片参数拟合叶片安装角变化规律，并根据所述叶片安装角变化规律得到初始叶片型线的步骤包括：
10、根据所述叶片参数，采用叶片型线公式计算拟合叶片安装角变化规律；
11、基于所述叶片安装角变化规律计算得到不同半径处的叶型点坐标，并根据所述叶型点坐标得到初始叶片型线。
12、进一步的，所述根据所述叶片参数，采用叶片型线公式计算拟合叶片安装角变化规律的步骤包括：
13、根据所述叶轮内径和所述进口安装角确定叶片型线的首端点，根据所述叶轮外径和所述出口安装角确定叶片型线的尾端点；
14、采用所述叶片型线公式拟合以所述首端点为起点、所述尾端点为终点的叶片曲线；
15、基于所述叶片曲线得到不同半径处的叶片安装角；
16、对所述叶片安装角进行积分，得到所述叶片安装角变化规律。
17、进一步的，所述基于所述初始叶片型线得到叶轮模型的步骤包括：
18、沿所述初始叶片型线的厚度方向偏移预设叶片厚度，基于所述叶片厚度形成叶片横截面轮廓线；
19、根据所述叶片横截面轮廓线，沿与所述叶片横截面轮廓线垂直方向设计预设叶片长度，形成叶片本体；
20、基于所述叶片本体建立叶片模型；
21、根据所述叶片模型、所述叶轮内径、所述叶轮外径、所述进口安装角、所述出口安装角以及预设叶片数量，建立叶轮模型。
22、进一步的，所述对比所述气流方向角变化规律与所述叶片安装角变化规律是否一致的步骤包括：
23、统计不同半径处的所述气流方向角，并根据所述叶片安装角变化规律获取与所述气流方向角相同半径处的叶片安装角；
24、将所述气流方向角与所述叶片安装角进行对比；
25、若所述气流方向角的方向与所述叶片安装角的方向一致，则确定所述气流方向角变化规律与所述叶片安装角变化规律一致；
26、若所述气流方向角的方向与所述叶片安装角的方向不一致，则确定所述气流方向角变化规律与所述叶片安装角变化规律不一致。
27、进一步的，所述离心风机叶片包括后向叶片和前向叶片，所述后向叶片的进口安装角为30°～60°，所述前向叶片的进口安装角为70°～120°。
28、进一步的，所述离心风机叶片包括后向叶片和前向叶片，所述后向叶片的出口安装角为30°～60°；所述前向叶片的出口安装角为90°～170°。
29、为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种叶片，该叶片采用如上所述的离心风机叶片型线设计方法设计形成。
30、为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种叶轮，该叶轮包括如上所述的叶片，所述叶片按照预设叶片数量绕预设轴线方向间隔设置。
31、为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种离心风机，该离心风机包括如上所述的叶轮。
32、与现有技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：
33、本申请提供了一种离心风机叶片型线设计方法，通过根据叶轮内径、叶轮外径、进口安装角以及出口安装角等叶片参数拟合叶片安装角变化规律，并根据叶片安装角变化规律得到初始叶片型线，基于初始叶片型线得到叶轮模型，能够减少设计参数，降低设计难度，提高设计针对性，更好满足实际叶轮使用需求；通过计算流体动力学方法计算叶轮模型的气流状态，基于气流状态获取叶道在不同半径处的气流方向角，根据气流方向角得到气流方向角变化规律，并根据气流方向角变化规律与叶片安装角变化规律的对比结果确定最优叶片型线，能够优化叶道内部气流状态，提升叶片的流动特性，从而提高叶轮风量以及离心风机效率，降低功耗和噪音。
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1.一种离心风机叶片型线设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的离心风机叶片型线设计方法，其特征在于，所述根据所述叶片参数拟合叶片安装角变化规律，并根据所述叶片安装角变化规律得到初始叶片型线的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的离心风机叶片型线设计方法，其特征在于，所述根据所述叶片参数，采用叶片型线公式计算拟合叶片安装角变化规律的步骤包括：
4.根据权利要求1所述的离心风机叶片型线设计方法，其特征在于，所述基于所述初始叶片型线得到叶轮模型的步骤包括：
5.根据权利要求1所述的离心风机叶片型线设计方法，其特征在于，所述对比所述气流方向角变化规律与所述叶片安装角变化规律是否一致的步骤包括：
6.根据权利要求1所述的离心风机叶片型线设计方法，其特征在于，所述离心风机叶片包括后向叶片和前向叶片，所述后向叶片的进口安装角为30°～60°，所述前向叶片的进口安装角为70°～120°。
7.根据权利要求1所述的离心风机叶片型线设计方法，其特征在于，所述离心风机叶片包括后向叶片和前向叶片，所述后向叶片的
8.一种叶片，其特征在于，采用如权利要求1至7中任一项所述的离心风机叶片型线设计方法设计形成。
9.一种叶轮，其特征在于，包括如权利要求8所述的叶片，所述叶片按照预设叶片数量绕预设轴线方向间隔设置。
10.一种离心风机，其特征在于，包括如权利要求9所述的叶轮。
...【技术特征摘要】
1.一种离心风机叶片型线设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的离心风机叶片型线设计方法，其特征在于，所述根据所述叶片参数拟合叶片安装角变化规律，并根据所述叶片安装角变化规律得到初始叶片型线的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的离心风机叶片型线设计方法，其特征在于，所述根据所述叶片参数，采用叶片型线公式计算拟合叶片安装角变化规律的步骤包括：
4.根据权利要求1所述的离心风机叶片型线设计方法，其特征在于，所述基于所述初始叶片型线得到叶轮模型的步骤包括：
5.根据权利要求1所述的离心风机叶片型线设计方法，其特征在于，所述对比所述气流方向角变化规律与所述叶片安装角变化规律是否一致的步骤包括：
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：方挺，廖胜生，
申请(专利权)人：广东开利暖通空调股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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