[發明專利]一種防霜機圓弧板葉片優化設計方法

在審

• 申請號: 202010056181.5
• 申請日: 2020-01-18
• 公開（公告）號: CN111274655A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 孫坷達;胡永光
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/28;F04D29/38;G06F111/06
• 代理公司: 合肥方舟知識產權代理事務所(普通合伙) 34158
• 代理人: 宋萍

本發明公開了一種防霜機圓弧板葉片優化設計方法，本發明基于防霜機圓弧板葉片的結構參數，對經風機相似設計后確定回轉直徑與轉速的葉片進行正交試驗與CFD仿真計算，分別建立功率、風量、風壓與各結構參數之間的關系，進而確定參數最優組合。具體為：設計以葉片安裝角、葉片前掠角、葉片截面圓弧半徑為三因素三水平的正交試驗；經分析，各因素對功率、風量、風壓大小影響的主次順序均為：葉片安裝角、葉片截面圓弧半徑、葉片前掠角；防霜機圓弧板葉片參數最優組合為：葉片安裝角25°、葉片前掠角87°、葉片截面圓弧半徑1200mm。本發明可增大防霜機的作用面積并提升防霜效果，可應用于防霜機圓弧板葉片的優化設計。

技術領域

本發明屬于植物保護裝備與技術領域，具體涉及一種防霜機圓弧板葉片優化設計方法。

背景技術

霜動會對植物的生長造成損害，嚴重影響了作物的產量和品質。應用防霜機進行防霜一種有效的植物保護手段，而葉片是防霜機最為重要的部件，其送風性能直接影響到防霜機防霜面積大小和防霜效果。目前國內的防霜機葉片多為直接選型，或存在制造困難、價格昂貴、風量與風壓較低的問題。

中國專利(CN203756595U)公開了一種植物防霜風機葉輪，其采用4葉圓弧板葉片并給定了葉片的部分結構參數變化范圍，具有便于加工、價格低廉的優點，但其沒有限定葉片的功率也沒有考慮葉片結構參數對葉片性能的影響；中國專利(CN102287401A)公開了一種厚度階梯形變化的圓弧板葉片，適用于直徑大轉速高的軸流式風機，但其缺少葉片結構設計的數據支持；中國專利(CN106503341A)公開了一種風電場風機葉片選型優化方法，為風機葉片選型提供依據，但并不適用于防霜機葉片的設計與優化。

通過對防霜機圓弧板葉片進行合理的優化設計，將會有效提升防霜機的防霜性能。因此建立一種通用的防霜機圓弧板葉片優化設計方法具有非常重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種防霜機圓弧板葉片優化設計方法，在給定的功率范圍內，實現防霜機圓弧板葉片結構參數的最優組合，以提高葉片的風量與風壓，在實際防霜過程中盡可能地增大防霜機的送風距離，同時提高防霜機的作用效果。

為了解決以上技術問題，本發明采用的具體技術方案如下：

一種防霜機圓弧板葉片優化設計方法，其特征在于通過對防霜機圓弧板葉片的葉片安裝角、葉片前掠角、葉片截面圓弧半徑進行參數優化組合，使其在一定功率范圍內實現風量與風壓最大化，以提高防霜機的防霜面積與防霜效果，具體包括以下步驟：

步驟一，選定實物防霜機圓弧板葉片，并根據風機相似設計理論確定模型防霜機圓弧板葉片的回轉直徑與轉速：回轉直徑為1160mm、轉速960rpm；

步驟二，設計并進行以葉片安裝角、葉片前掠角、葉片截面圓弧半徑為因素的正交試驗；

步驟三，以步驟二的試驗數據為依據，分別建立防霜機圓弧板葉片的功率、風量、風壓與所述因素的關系方程為：

P_in＝4820.46+433.72X₁-23.74X₂-164.33X₃-12.34X₁X₂-10.14X₁X₃-18.10X₂X₃+8.87X₁²-54.88X₂²+52.87X₃²；