[其他]前傾鈑料扭曲葉片低壓軸流風(fēng)機(jī)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87203532
• 申請(qǐng)日: 1987-03-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN87203532U
• 公開(kāi)（公告）日: 1988-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸亞鈞;韓明會(huì)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京航空學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): F04D19/30
• 分類(lèi)號(hào): F04D19/30;F04D29/38
• 代理公司: 北京第九專(zhuān)利代理事務(wù)所
• 代理人: 王家印,王志敏

本實(shí)用新型軸流風(fēng)機(jī)屬于機(jī)械工程泵類(lèi)技術(shù)領(lǐng)域。

現(xiàn)有技術(shù)的軸流風(fēng)機(jī)其典型結(jié)構(gòu)由外風(fēng)筒、風(fēng)輪和電機(jī)構(gòu)成。風(fēng)輪葉片是徑向放射式的扭曲葉片。其具有代表性技術(shù)如????JP59－54804專(zhuān)利。這些風(fēng)機(jī)存在下列技術(shù)問(wèn)題：

1.現(xiàn)有風(fēng)機(jī)對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)中旋渦生成條件控制不嚴(yán)格。因而流場(chǎng)內(nèi)出現(xiàn)有較強(qiáng)的旋渦，損失大，氣動(dòng)噪音強(qiáng)。

2.葉片成型除少數(shù)用手工成型外，大多數(shù)用園柱面成型方法。但是，在氣動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，確定了各徑向截面上葉片的弦長(zhǎng)情況下，要滿(mǎn)足葉片沿徑向的扭曲規(guī)律和彎角變化規(guī)律只能靠葉片在園柱面上安放姿態(tài)和園柱半徑大小來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種園柱面成型方法常常導(dǎo)致氣動(dòng)設(shè)計(jì)要求的葉片幾何參數(shù)與園柱面成型后實(shí)際葉片的幾何參數(shù)不一致。特別對(duì)沿葉高扭向和彎角變化劇烈的氣動(dòng)設(shè)計(jì)，柱面成型不可避免造成葉片尖部和根部區(qū)域進(jìn)氣沖角增大。不能使沖角沿葉高的變化控制在±2°之間。沖角沿葉高變化情況見(jiàn)附圖1曲線A。使葉片尖部和根部區(qū)域的流動(dòng)狀態(tài)惡化，出現(xiàn)分離旋渦。造成損失增大，噪音增強(qiáng)。避免柱面成型這一缺陷的一種方法是采用沿葉高扭向和彎角變化比較緩慢的變環(huán)量設(shè)計(jì)規(guī)律進(jìn)行設(shè)計(jì)。然而這項(xiàng)措施實(shí)際上仍不能解決上述矛盾。因?yàn)橥L(fēng)機(jī)葉片一般都較長(zhǎng)，為了達(dá)到扭向和彎角變化緩慢這一目的。要求環(huán)量沿葉高變化非常劇烈才行。這就使加功量沿葉高大幅度變化。這樣除了沿葉高各基元級(jí)之間流層速度梯度增大之外，還由于轉(zhuǎn)子出口各基元半徑上不同能量的氣流層發(fā)生強(qiáng)烈的滲混，造成流場(chǎng)中存在較強(qiáng)的旋渦運(yùn)動(dòng)，消耗氣體的動(dòng)能。所以仍不能進(jìn)一步提高風(fēng)機(jī)效率和降低風(fēng)機(jī)的噪聲。

本實(shí)用新型風(fēng)機(jī)的目的在于：使用一種新的軸流風(fēng)機(jī)葉片——前傾式鈑料扭曲葉片，來(lái)更好地滿(mǎn)足氣動(dòng)設(shè)計(jì)要求，控制葉片表面附面層的流動(dòng)，減少氣體流過(guò)葉片時(shí)所產(chǎn)生的分離旋渦損失，提高風(fēng)機(jī)效率、降低風(fēng)機(jī)噪音，同時(shí)使葉片制造工藝簡(jiǎn)單，成本低廉。

附圖2是本實(shí)用新型軸流風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。它由進(jìn)氣集流器1、進(jìn)氣帽罩2、前傾式鈑料扭曲葉片構(gòu)成的風(fēng)輪3、通道整流內(nèi)筒4、電機(jī)5、尾錐6和外風(fēng)筒7組成。本風(fēng)機(jī)采用了由園錐面成型的帶有一定前傾角的扭曲葉片，同時(shí)使風(fēng)機(jī)整個(gè)流道光滑流線形。

附圖1、是兩種成型方法所得的葉片前緣進(jìn)氣沖角沿葉高分布曲線。A曲線：柱面成型。B曲線：園錐面成型。

附圖2、實(shí)用新型軸流風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

附圖3、葉片園錐面成型示意圖（一）

附圖4、前傾式扭曲葉片鈑料毛坯平面圖

附圖5、葉片園錐面成型示意圖（二）

下面結(jié)合附圖3說(shuō)明本風(fēng)機(jī)葉片的技術(shù)方案。

如附圖3所示，用一組平行平面Mj（j＝0、1、2、……n）截錐面得一組平行的橢園曲線（注：圖中限于表達(dá)清楚只畫(huà)了三個(gè)平行平面）。橢園曲線的數(shù)目與設(shè)計(jì)時(shí)選取的計(jì)算基元級(jí)的數(shù)目相同，平行橢園面之間的間隔要求滿(mǎn)足成型后各基元級(jí)平面所在徑向位置要求。定錐面上的曲線的兩端點(diǎn)連線A₀A_n為葉片成型后的徑向線，則根據(jù)基元級(jí)平面必須與徑向線垂直這一關(guān)系。橢園曲線所決定的平面其外法線方向應(yīng)與A₀A_n線平行。錐面成型就是要在符合上述要求的各個(gè)橢園曲線上分別找到滿(mǎn)足以下各項(xiàng)條件的一段曲線：（1）曲線兩端點(diǎn)連線長(zhǎng)度等于弦長(zhǎng)；（2）曲線的兩端點(diǎn)的切線與連線（弦線）之間夾角分別等于葉型的前緣角和后緣角；（3）相鄰兩條曲線各自端點(diǎn)連線在空間的夾角應(yīng)等于對(duì)應(yīng)相鄰兩葉型的安裝角之差。各段曲線前端點(diǎn)和后端點(diǎn)分別連成一條光滑曲線與葉頂和葉根兩段葉型曲線構(gòu)成一空間曲面。這個(gè)曲面形狀就是滿(mǎn)足氣動(dòng)設(shè)計(jì)要求沒(méi)有厚度的葉片形狀。將一裁好的鈑料毛坯放置于由計(jì)算確定的位置上，把它沖壓貼合在這一空間曲面上，就完成了葉片成型。計(jì)算得到的葉片鈑料毛坯形狀見(jiàn)附圖4。

葉片在錐面上的安放方向是葉根靠近錐頂處，順應(yīng)了一般葉片葉根彎角大，葉尖彎角小這一規(guī)律，從而使錐面成型方法更好地滿(mǎn)足任意氣動(dòng)設(shè)計(jì)規(guī)律（見(jiàn)附圖1曲線B）。

前傾葉片成型計(jì)算方程為：

1.滿(mǎn)足弦長(zhǎng)條件。

（x_j，2－x_j，1）²＋（y_j，2－y_j，1）²＋（z_j，2－z_j，1）²＝b²_j