CN101655102B - 横流风机双预旋进气导叶 - Google Patents
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Abstract
一种横流风机双预旋进气导叶，属于叶轮机械技术领域。本发明包括：正预旋导叶组和负预旋导叶组，所述的正预旋导叶组包括若干个进气导叶，所述的负预旋导叶组包括若干个进气导叶，其中：正预旋导叶组中的进气导叶从横流风机进气口的蜗壳端部开始向横流风机进气口中心依次排列，负预旋导叶组中的进气导叶从横流风机进气口的蜗舌端部开始向横流风机进气口中心依次排列。本发明能够改善横流风机的局部进气条件、提高横流风机的运行效率、拓宽横流风机的稳定运行工况范围，且本发明结构简单，能够方便地设置于各类通风用的横流风机上。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种叶轮机械技术领域的导叶，具体是一种横流风机双预旋进气导叶。
背景技术
横流风机的内部流动比较复杂，具有周向不均匀的特点，叶轮叶片旋转至不同周向位置时做功状态不同，即使横流风机运行于设计工况下，当叶轮叶片旋转至某些周向位置时，也会由于来流条件差而导致局部损失较大。
经过对现有相关技术文献检索发现，横流风机进气区的来流攻角的周向分布是不均匀的。Andrea Toffolo在《Experimental Thermal and Fluid Science》(热流实验科学，2004年29期：53-64)上发表的“An Experimental Investigation ofthe Flow Field Pattem within the Impeller of a Cross-flow Fan”(横流风机叶轮内部流动的实验研究)研究证实，在设计工况下，进口来流攻角的周向分布在-30°～45°范围内变化。进口区内蜗舌附近的部分叶片来流具有较大的负攻角，叶间流动趋于阻塞状态，而蜗壳附近的部分叶片的来流有较大的正功角，叶表发生流动分离，只有中间的叶片处于正常的设计工况，进口区来流条件不利，局部损失大，风机运行效率低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述缺点，提供一种横流风机双预旋进气导叶，通过在横流风机系统中设置该进气导叶，提高横流风机的气动效率，扩大横流风机的稳定运行工况范围。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：正预旋导叶组和负预旋导叶组，正预旋导叶组包括若干个进气导叶，负预旋导叶组包括若干个进气导叶，其中：正预旋导叶组中的进气导叶从横流风机进气口的蜗壳端部开始向横流风机进气口中心依次排列，负预旋导叶组中的进气导叶从横流风机进气口的蜗舌端部开始向横流风机进气口中心依次排列。
所述的进气导叶沿横流风机叶轮的周向环形布置，进气导叶的尾缘与横流风机叶轮外圆周的距离为叶轮直径的8％～10％。
所述进气导叶的叶栅稠密度均为1.1～1.2，所述的叶栅稠密度是指进气导叶弦长与进气导叶栅距的比值。
所述的正预旋导叶组中离蜗壳端部最远处的进气导叶的尾缘与横流风机叶轮圆心的连线以及蜗壳端部与横流风机叶轮圆心的连线的夹角为蜗壳端部与横流风机叶轮圆心的连线以及蜗舌端部与横流风机叶轮圆心的连线的夹角的25％～40％。
所述的负预旋导叶组中离蜗舌端部最远处的进气导叶的尾缘与横流风机叶轮圆心的连线以及蜗舌端部与横流风机叶轮圆心的连线的夹角为蜗壳端部与横流风机叶轮圆心的连线以及蜗舌端部与横流风机叶轮圆心的连线的夹角的15％～40％。
所述正预旋导叶组中的进气导叶的尾缘切线方向与其径向的夹角为-10°～0°，并沿横流风机叶轮旋转方向逐渐增大。
所述负预旋导叶组中的进气导叶的尾缘切线方向与其径向的夹角为0°～10°，并沿横流风机叶轮旋转方向逐渐减小。
所述的进气导叶等距分布时，进气导叶与横流风机叶轮在单位弧段内叶片个数不存在公约数。
本发明中的正预旋导叶组对横流风机的进气进行正预旋控制，使来流的周向分量沿横流风机叶轮的旋转方向变化，负预旋导叶组对横流风机的进气进行负预旋控制，使来流的周向分量沿横流风机叶轮旋转方向的反方向变化，通过在横流风机系统中设置本发明，能够使横流风机叶轮叶片表面的流动分离减少，降低分离损失。
与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)结构简单，能够方便地设置于各类通风用的横流风机上，(2)改善了横流风机的局部进气条件，提高了横流风机的气动效率，拓宽了横流风机的稳定运行工况范围。
附图说明
图1是本发明设置在横流风机上的整体结构示意图。
图2是本发明在横流风机上的位置设置示意图；
其中：(a)是本发明的位置设置示意图，(b)是正预旋导叶组位置设置的局部放大示意图。
图3是设置负预旋导叶组前后的效果对比示意图；
其中：(a)是设置负预旋导叶组前的效果示意图，(b)是设置负预旋导叶组后的效果示意图。
图4是设置正预旋导叶组前后的效果对比示意图；
其中：(a)是设置正预旋导叶组前的效果示意图，(b)是设置正预旋导叶组后的效果示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括：正预旋导叶组4和负预旋导叶组5，正预旋导叶组4包括五个进气导叶，负预旋导叶组5包括两个进气导叶，其中：正预旋导叶组4中的进气导叶从横流风机进气口的蜗壳3端部开始向横流风机进气口中心依次排列，负预旋导叶组5中的进气导叶从横流风机进气口的蜗舌2端部开始向横流风机进气口中心依次排列。
如图2所示，所述的进气导叶沿横流风机叶轮1的周向环形布置，进气导叶的尾缘与横流风机叶轮1外圆周的距离d为5cm。
所述的进气导叶等距分布，进气导叶的弦长b为10.6cm，栅距t为11.8cm。
所述的正预旋导叶组4中离蜗壳3端部最远处的进气导叶的尾缘与横流风机叶轮1圆心的连线以及蜗壳3端部与横流风机叶轮1圆心的连线的夹角θ3占蜗壳3端部与横流风机叶轮1圆心的连线以及蜗舌2端部与横流风机叶轮1圆心的连线的夹角θ1的38％。
所述的负预旋导叶组5中离蜗舌2端部最远处的进气导叶的尾缘与横流风机叶轮1圆心的连线以及蜗舌2端部与横流风机叶轮1圆心的连线的夹角θ2为蜗壳3端部与横流风机叶轮1圆心的连线以及蜗舌2端部与横流风机叶轮1圆心的连线的夹角θ1的18％。
所述正预旋导叶组4中的进气导叶的尾缘切线方向与其径向的夹角为-10°～0°，并沿横流风机叶轮1旋转方向逐渐增大。
所述负预旋导叶组5中的进气导叶的尾缘切线方向与其径向的夹角为0°～10°，并沿横流风机叶轮1旋转方向逐渐减小。
如图3和图4所示，本实施例应用前后的效果比较显示：应用前，横流风机进口区靠近蜗舌及蜗壳区域的进气条件较差，横流风机叶轮1的叶片表面会产生流动分离，形成分离涡6；应用后，横流风机叶轮1的叶片表面流动分离减少，从而改善了横流风机的局部进气条件，拓宽了横流风机的稳定运行工况范围，使横流风机的气动效率提升了3％～6％。
Claims (6)
1.一种横流风机双预旋进气导叶，其特征在于，包括：正预旋导叶组和负预旋导叶组，正预旋导叶组包括若干个进气导叶，负预旋导叶组包括若干个进气导叶，其中：正预旋导叶组中的进气导叶从横流风机进气口的蜗壳端部开始向横流风机进气口中心依次排列，负预旋导叶组中的进气导叶从横流风机进气口的蜗舌端部开始向横流风机进气口中心依次排列；
所述的正预旋导叶组中离蜗壳端部最远处的进气导叶的尾缘与横流风机叶轮圆心的连线以及蜗壳端部与横流风机叶轮圆心的连线的夹角占蜗壳端部与横流风机叶轮圆心的连线以及蜗舌端部与横流风机叶轮圆心的连线的夹角的25％～40％。
2.根据权利要求1所述的横流风机双预旋进气导叶，其特征是，所述的进气导叶沿横流风机叶轮的周向环形布置，进气导叶的尾缘与横流风机叶轮外圆周的距离为叶轮直径的8％～10％。
3.根据权利要求1所述的横流风机双预旋进气导叶，其特征是，所述进气导叶的叶栅稠密度均为1.1～1.2，所述的叶栅稠密度是指进气导叶弦长与进气导叶栅距的比值。
4.根据权利要求1所述的横流风机双预旋进气导叶，其特征是，所述的负预旋导叶组中离蜗舌端部最远处的进气导叶的尾缘与横流风机叶轮圆心的连线以及蜗舌端部与横流风机叶轮圆心的连线的夹角为蜗壳端部与横流风机叶轮圆心的连线以及蜗舌端部与横流风机叶轮圆心的连线的夹角的15％～40％。
5.根据权利要求1所述的横流风机双预旋进气导叶，其特征是，所述正预旋导叶组中的进气导叶的尾缘切线方向与其径向的夹角为-10°～0°，并沿横流风机叶轮旋转方向逐渐增大。
6.根据权利要求1所述的横流风机双预旋进气导叶，其特征是，所述负预旋导叶组中的进气导叶的尾缘切线方向与其径向的夹角为0°～10°，并沿横流风机叶轮旋转方向逐渐减小。
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