[發明專利]一種仿生多翼離心風機葉輪及其制備方法

有效

• 申請號: 202110352637.7
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113153773B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 劉小民;王加浩;田晨曄;席光
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F04D17/16
• 分類號: F04D17/16;F04D25/08;F04D29/28;F04D29/30;F04D29/66
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

本發明公開了一種仿生多翼離心風機葉輪，基于擬合曲線形成葉片結構，所采用葉片結構能夠減小葉道內的旋渦，抑制葉道內較大湍流區域的發展，葉道內的氣流的流動分離也得到緩解，從而降低葉片表面的壓力脈動而引起的葉道氣動噪聲；葉片形狀沿圓周方向彎曲的葉片形狀，每個葉片沿圓周變角度彎曲分布，同一個葉片沿圓周變角度分布，在軸線方向上，同一個葉片不在同一瞬時通過葉輪與殼體的最小間隙，這樣它們所產生的噪音成分與頻率都不完全相同，因而避免了相同成分和頻率的噪音疊加而帶來的諧振峰值，改變了葉輪與蝸殼的干涉噪音的頻譜分布特性和音質，從而降低了風機葉輪與蝸舌、蝸殼的干涉噪聲，減小風機內湍流強度，渦舌區域和葉輪的湍動能強度。

技術領域

本發明屬于風機葉輪結構，具體涉及一種仿生多翼離心風機葉輪及其制備方法。

背景技術

多翼離心風機具有結構緊湊、壓力系數高、流量系數大等特點。基于多翼離心風機風量和風壓的特點，使得多翼離心風機廣泛應用于空調、吸油煙機等家電領域，隨著節能減排的大力推行，空調、吸油煙機等對多翼離心風機的風量風壓有著越來越高的要求。葉輪作為多翼離心風機的主要做功部件，其性能的好壞決定了風機風量、風壓以及噪音的大小。多翼離心風機是依靠輸入的機械能，提高氣體壓力并排送氣體的機械，它是一種從動的流體機械。根據動能轉換為勢能的原理，利用高速旋轉的葉輪將氣體加速,然后減速、改變流向，使動能轉換成勢能(壓力)。在單級離心風機中，氣體從軸向進入葉輪，氣體流經葉輪時改變成輕向，然后進入擴壓器。在擴壓器中，氣體改變了流動方向造成減速，這種減速作用將動能轉換成壓力能。壓力增高主要發生在葉輪中，其次發生在擴壓過程。在多級離心風機中，用回流器使氣流進入下一葉輪，產生更高壓力，目前采用的多翼離心風機結構在運行時，氣流流經葉輪葉道時在葉片壁面會產生較大壓力脈動，從而阻塞葉道內氣流流動，產生氣動噪聲。在葉輪轉動時，旋轉的葉輪與靜止的蝸殼之間相互干渉，使得葉輪出口受到較大的壓力和阻力，在葉片出口邊沿產生較大的壓力脈動，從而影響出口側的氣流流動，產生較大的氣動噪聲。

發明內容

本發明的目的在于提供一種仿生多翼離心風機葉輪及其制備方法，以克服現有技術的不足。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種仿生多翼離心風機葉輪，包括葉輪前盤、葉輪后盤和葉片，葉片沿圓周方向陣列于葉輪前盤和葉輪后盤之間，葉片沿垂直于葉輪軸線的截面的中間型線沿葉輪內徑的型線為第一擬合曲線，中間型線沿葉輪外徑的型線為第三擬合曲線，中間型線沿葉輪中間的型線為第二擬合曲線，第一擬合曲線為第一擬合型線y_1k在葉輪葉片內徑圓上的投影曲線，第二擬合曲線為第二擬合型線y_2k在葉輪葉片中間圓上的投影曲線，第三擬合曲線為第三擬合型線y_1k在葉輪葉片外徑圓上的投影曲線，其中：

k＝0.36-1.64，e為指數，x為橫向坐標值，y為縱向坐標值。

進一步的，葉片沿垂直于葉輪軸線的截面的中間型線位于葉輪內徑一端的切線與葉輪內徑切線夾角為葉片進口角角度β1為45-70度。

進一步的，葉片沿垂直于葉輪軸線的截面的中間型線位于葉輪外徑一端的切線與葉輪外徑切線夾角為葉片出口角角度β2為150-175度。

進一步的，葉片沿垂直于葉輪軸線的截面的中間型線的圓弧中心角角度α為75-110度。

進一步的，沿葉輪圓周方向上相鄰兩個葉片之間的葉片間距B為：

e為指數,A為葉片弦長。

進一步的，葉片的厚度不大于0.5mm。

一種仿生多翼離心風機葉輪的制備方法，包括以下步驟：

S1，采用逆向重構方式獲取海豚前額型線方程，將獲取的海豚前額型線在葉輪不同圓周上投影得到擬合曲線；