CN102022381B - 一种轴流仿生叶片 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有高效、节能、低噪的一种轴流仿生叶片，它包括叶片，在叶片尾部开有多个不等的锯齿槽，该不等距锯齿对出风处所产生的大涡流进行切割、梳理成无数小涡流，并对风叶根的粘性气流进行有效分离、导向，致使成为理想气流。优点：采用不等距锯齿结构的风机在通过FFT噪音软件反复测试论证后，相比本身无锯齿结构的叶型，噪音能降低1.5dB左右，而相对于等距锯齿结构的叶型能降低1dB，在轴流风机的机组中起到了优化噪音的作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有高效、节能、低噪的一种轴流仿生叶片，属轴流风机叶片制造领域。
背景技术
CN201159203Y、名称“一种低噪声轴流风机叶片”， 该叶片为前掠式，呈20°～35° 的锐角形；叶片在径向和切向两个方向都呈曲面形状，叶片的每一个圆周切面为机翼型，其相对厚度为4％～12％，从叶顶至叶根由薄渐厚，在叶片的表面设有一道或多道叶刀，叶片上设有与轮毂相固定的连接件，要点在于将叶片的后边缘设为波纹形曲面段结构。其不足之处：一是叶片后边缘为波纹曲面段，既无法对出风处产生的大涡流有效地切割梳理成无数小涡流，也无法将对叶片叶根的粘性气流进行有效分离，起不到导向的作用，无法形成理想气流，因此效能低，噪音大。
发明内容
设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种高效、节能、低噪的一种轴流仿生叶片。
设计方案：为了实现上述设计目的。本发明在结构设计上，风机叶片采用仿生学--鸟类翅膀，在叶片尾部开不等锯齿状，主要为在同等风量下降低风机噪音，该方案的不等距锯齿形切割，一方面对出风处产生的大涡流切割梳理成无数小涡流，另一方面，对叶根的粘性气流进行有效分离，导向作用，致使成为理想气流。设计的理念中齿距的排布与齿尖的方向性为关键。由于叶片在设计是采用圆弧薄板新型高效前掠镰刀叶型，按变环量负指数流型、高升力系数设计，叶片外型呈镰刀状外宽内窄、三维空间扭曲状，充分利用外径处圆周速度大的特点，提高叶片的做功能力。在齿距方面，由出风口叶尖至出风口叶尾的间隙有疏至密，这是因为叶片出口处的气流圆周速度、气流团大小由高到低，由大到小，这样的满足大间隙切割速度大气流团，小间隙切割低速小气流团；在齿尖方向方面，是根据气流的流向决定--即圆周来确定的，叶片出口处齿口成12个不等距锯齿形排列，齿口倾斜度由出风口叶尖至出风口叶尾为小到大成27～40度之间逐渐扩大。齿口深度由出风口叶尖至出风口叶尾成10--7---8不等深度分布。通过以上设计点基本能与下一个叶片的主气流递进式的有机合成，增加出风口一定绕行速度，这样的结果很好的避免了上下级气流结合时发生气流的碰撞而造成的涡流损失，从而达到噪音的目的，另外在增加绕行速度后，对风机的整体静压有一定的增强作用，能弥补叶片因锯齿形形状而损失的全压值。
技术方案：一种轴流仿生叶片，它包括叶片，在叶片尾部开有多个不等的锯齿槽，该不等距锯齿对出风处所产生的大涡流进行切割、梳理成无数小涡流，并对风叶根的粘性气流进行有效分离、导向，致使成为理想气流。
本发明与背景技术相比，采用不等距锯齿结构的风机在通过FFT噪音软件反复测试论证后，相比本身无锯齿结构的叶型，噪音能降低1.5dB左右，而相对于等距锯齿结构的叶型能降低1dB，在轴流风机的机组中起到了优化噪音的作用。
附图说明
图1是轴流仿生叶片的结构示意图。
具体实施方式
实施例1：参照附图1。一种轴流仿生叶片，它包括叶片1，在叶片1尾部开有多个不等的锯齿槽3（锯齿槽的大小各不相等），该不等距锯齿对出风处所产生的大涡流进行切割、梳理成无数小涡流，并对风叶根的粘性气流进行有效分离、导向，致使成为理想气流。所述叶片采用圆弧薄板新型高效前掠镰刀叶型，按变环量负指数流型、高升力系数设计，叶片外型呈镰刀状外宽内窄、三维空间扭曲状，充分利用外径处圆周速度大的特点，提高叶片的做功能力。所述叶片安装角35度，内径安装角之差控制在±2度之间。所述叶片各旋转半径上叶型中心点连线为三维曲线，偏置角度在28度左右，轴向方向呈向上抛物线。所述叶片外径处弦长是内径处2.7倍以内，叶片上增加了两道加强筋2。所述叶片各截面弦长与曲率半径之比控制在0.75-0.8之间。所述齿距，由出风口叶尖至出风口叶尾的间隙有疏至密。所述齿口倾斜度由出风口叶尖至出风口叶尾为小到大成27～40度之间逐渐扩大，齿口深度由出风口叶尖至出风口叶尾成10mm--7 mm ---8 mm不等深度分布。
通过CFD专业流体力学辅助设计，按此设计的叶片有高效、节能、低噪之特点，其叶型主要关键尺寸描述：⑴叶片安装角35度，内径安装角之差控制在±2度之间。⑵各旋转半径上叶型中心点连线为三维曲线，偏置角度在28度左右，轴向方向呈向上抛物线。⑶外径处弦长是内径处2.7倍以内，叶片上增加了两道加强筋。⑷各截面弦长与曲率半径之比控制在0.75-0.8之间。经过风量风压试验台的反复测试论证改进，按变环量负指数流型、高升力系数设计的风叶能比常规的风叶能提升10%的能效比，在节能方面起到了关键性的作用。
需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种轴流仿生叶片，它包括叶片，其特征是：在叶片尾部开有多个不等的锯齿槽以形成多个不等距锯齿，该不等距锯齿对出风处所产生的大涡流进行切割、梳理成无数小涡流，并对风叶根的粘性气流进行有效分离、导向，致使成为理想气流；所述叶片采用圆弧薄板新型高效前掠镰刀叶型，按变环量负指数流型、高升力系数设计，叶片外型呈镰刀状外宽内窄、三维空间扭曲状，充分利用外径处圆周速度大的特点，提高叶片的做功能力；所述叶片各旋转半径上叶型中心点连线为三维曲线，偏置角度在28度左右，轴向方向呈向上抛物线；所述叶片外径处弦长是内径处2.7倍，叶片上增加了两道加强筋；所述叶片各截面弦长与曲率半径之比控制在0.75-0.8之间；所述不等距锯齿的齿距由出风口叶尖至出风口叶尾的间隙由疏至密；所述不等距锯齿的齿口倾斜度由出风口叶尖至出风口叶尾为小到大成27～40度之间逐渐扩大，齿口深度由出风口叶尖至出风口叶尾成10mm--7mm---8mm不等深度分布。
2.根据权利要求1所述的轴流仿生叶片，其特征是：叶片安装角35度，内径安装角之差控制在±2度之间。
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