[發明專利]一種軸流風機葉片

有效

• 申請號: 201810530002.X
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN108757568B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 李楊
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: F04D29/38
• 分類號: F04D29/38
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 郝團代

1.一種軸流風機葉片，以軸流風機的轉軸所在直線為一個坐標軸z，與其垂直的平面就構成一個圓面，以圓面的圓周方向構成一個坐標軸v，以這個圓面的半徑方向構成另外一個坐標軸u，建立三維圓柱坐標系；以葉輪轉軸為中心軸、以平行于中心軸的直線為母線，分別以轉軸半徑、50％葉片高度+轉軸半徑、100％葉片高度+轉軸半徑為半徑進行旋轉，獲得三個圓柱曲面P、Q、R，其特征在于，葉片的重心積疊線ABC采用二階貝塞爾曲線，其中A為葉根所在翼型的重心，B為50％葉高所在翼型的重心，C為葉尖所在翼型的重心，且A、B、C三點分別位于對應的圓柱曲面P、Q、R上；沿葉輪圓周方向，定義重心積疊線ABC上過A點的切線與其半徑方向的夾角為β1，定義重心積疊線ABC上過C點的切線與其半徑方向的夾角為β2，并定義順時針方向為正，其中，β1取值范圍為(-42°，-23°)，β2的取值范圍為(27°，46°)；沿葉輪轉軸方向，定義重心積疊線ABC上過A點的切線與其半徑方向的夾角為β3，定義重心積疊線ABC上過C點的切線與其半徑方向的夾角為β4，并定義順時針方向為正，其中，β3取值范圍為(-7°，10°)，β4的取值范圍為(-40°，-18°)，以使得所述軸流風機葉片形成周向前彎、葉頂前掠且葉根后掠的結構；

通過對軸流風機葉片的三維空間造型參數化，獲得葉片表面上若干個點的三維坐標，通過這些點三維坐標值的變化，得到若干個不同的風機葉片造型，通過計算最終得到空氣動力性能最佳的葉輪，具體包括以下步驟：第一、對風機葉片表面不同葉高位置的外輪廓線進行參數化，利用樣條曲線對其進行擬合，獲得不同葉高位置誤差最小、最能夠準確表達葉片三維造型的樣條曲線；第二、對不同葉高葉片翼型的重心連線，得到葉片的重心積疊曲線，然后對這一曲線進行參數化擬合；第三、對所得葉輪進行三維流場分析計算，獲得其流場信息及空氣動力性能；第四、對第三步的結果與原始葉輪進行比較，以確認葉片三維造型參數化是否精確，誤差是否符合要求，若不符合要求，需要重新進行擬合；若符合要求，保持葉輪攻角不變，分別對葉輪在圓周方向和軸線方向上進行變化，得到若干新葉輪；第五、以第四步的結果為基礎建立數據庫；第六、確定葉輪的總壓和氣動效率為優化目標，以第五步所建立的數據庫為基礎進行優化分析計算，進而得到最佳方案，即空氣動力性能最佳的葉輪葉片。

2.根據權利要求1所述的軸流風機葉片，其特征在于：所述β1的取值范圍為-40°～-37°，所述β2的取值范圍為40°～43°，β3的取值范圍為1°～5°，β4的取值范圍為-22°～-19°。

3.根據權利要求2所述的軸流風機葉片，其特征在于：所述β1-β4的取值依次為-37.83°，42.03°，3.65°和-20.55°。

4.根據權利要求1所述的軸流風機葉片，其特征在于：所述β1的取值范圍為-28°～-25°，所述β2的取值范圍為35°～38°，β3的取值范圍為3°～8°，β4的取值范圍為-31°～-26°。

5.根據權利要求4所述的軸流風機葉片，其特征在于：所述β1-β4的取值依次為-26.93°，36.96°，3.27°和-30.44°。

6.根據權利要求1所述的軸流風機葉片，其特征在于：所述β1的取值范圍為-35°～-32°，所述β2的取值范圍為34°～37°，β3的取值范圍為2°～7°，β4的取值范圍為-30°～-25°。

7.根據權利要求6所述的軸流風機葉片，其特征在于：所述β1-β4的取值依次為-32.13°，35.70°，2.13°和-26.89°。