CN111486114B - 一种具有流线曲率中盘的叶轮的设计方法及设计系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有流线曲率中盘的叶轮的设计方法及设计系统，叶轮包括平后盘、多弧前盘、流线曲率中盘及后倾式叶片，所述叶片均布安装在叶轮的前盘与后盘之间，叶片为二元板型结构，所述流线曲率中盘的中心线为流线型。本发明的叶轮采用后倾式的叶轮，在叶轮中增加流线曲率中盘，使叶轮同时满足强度、刚度的要求，叶轮对应的风机气动效率高、噪声低、体积小、强度、刚度满足设计需求。

Description

一种具有流线曲率中盘的叶轮的设计方法及设计系统

技术领域

本发明涉及风机技术领域，具体涉及一种具有流线曲率中盘的叶轮的设计方法及设计系统。

背景技术

风机广泛应用于国民经济的各个领域，叶轮是风机的动力部件，叶轮的气动性能及强度性能对风机设备的做功能力、效率、安全可靠性起到至关重要的作用。在工业领域，由于工艺链及系统阻力的需求，特别在一些鼓风系统，比如钢铁厂助燃鼓风机、热电厂一次风机等，需求的风量大，压力高，现有的技术基本采用行业中的9-26、9-19及9-12等风机模型，电机转速为4极。这些风机模型叶片为前倾式的，气动效率低，噪声高，体积较为庞大。如果采用常规后倾式的叶轮，为了达到用户需求的气动参数，需提高转速，而这种叶轮的强度、刚度、气动效率均不能达到技术要求。

因此，针对现有叶轮的缺陷，如何实现一种叶轮，使其对应的风机气动效率高、噪声低、体积小、强度、刚度满足设计需求，是本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种具有流线曲率中盘的叶轮的设计方法及设计系统，叶轮采用后倾式的叶轮，在叶轮中增加流线曲率中盘，使叶轮同时满足强度、刚度的要求，叶轮对应的风机气动效率高、噪声低、体积小、强度、刚度满足设计需求。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有流线曲率中盘的叶轮，包括：平后盘、多弧前盘、流线曲率中盘及后倾式叶片，所述叶片均布安装在叶轮的前盘与后盘之间，叶片为二元板型结构，所述流线曲率中盘的中心线为流线型。

进一步地，所述流线曲率中盘根据无中盘叶轮风机在设计工况点通过CFD计算风机整机通流流线，提取叶轮流线图，确定中盘中弧线尺寸。

进一步地，所述流线曲率中盘入口微上扬，角度为40-60°，出口0-30°。

本发明还提出一种具有流线曲率中盘的叶轮设计方法，包括：

S1、建立无中盘叶轮风机模型的第一气动三维模型；

S2、对所述第一气动三维模型进行气动网格划分；

S3、建立计算模型，计算所述无中盘叶轮风机气动参数，提取叶轮子午面流线；

S4、对所述第一三维模型进行有限元分析，计算所述无中盘叶轮风机的强度参数；

S5、基于所述叶轮子午面流线选取子午流线中线，根据所述子午流线中线确定中盘中的弧线尺寸；

S6、基于所述无中盘叶轮风机气动参数初始化设置待设计叶轮的参数；

S7、基于设置的待设计叶轮的参数、中盘中的弧线尺寸计算待设计叶轮风机气动参数、强度参数；

S8、将无中盘叶轮风机气动参数、强度参数与待设计叶轮风机气动参数、强度参数进行比较，判断待设计叶轮风机气动参数、强度参数是否满足要求，若是，输出叶轮参数，若否，优化叶轮的参数，执行步骤S7。

进一步地，所述建立计算模型包括：设置模型边界条件、选取湍流模型、计算算法。

进一步地，所述步骤S4包括：把所述无中盘叶轮导入有限计算软件，进行网格划分，设置束缚位置及叶轮运行转速，计算叶轮的应力、应变强度参数，分析叶轮强度性能状况。

进一步地，所述叶轮的参数包括叶片进口角度为22-25°，出口角为34-38°，轮毂比为0.65-0.7，叶轮直径为650-800mm，叶轮出口高度为150-180mm，叶片进口高度为190-210mm，叶片、前盘及后盘厚度为8-14mm，风机运行转速3000-4500rpm。

本发明还提出一种具有流线曲率中盘的叶轮设计系统，包括：

三维模型建立模块，用于建立无中盘叶轮风机模型的第一气动三维模型；

网格划分模块，用于对所述第一气动三维模型进行气动网格划分；

第一计算模块，用于建立计算模型，计算所述无中盘叶轮风机气动参数，提取叶轮子午面流线；

第二计算模块，用于对所述第一三维模型进行有限元分析，计算所述无中盘叶轮风机的强度参数；

弧线确定模块，用于基于所述叶轮子午面流线选取子午流线中线，根据所述子午流线中线确定中盘中的弧线尺寸；

初始化模块，用于基于所述无中盘叶轮风机气动参数初始化设置待设计叶轮的参数；

第三计算模块，用于基于设置的待设计叶轮的参数、中盘中的弧线尺寸计算待设计叶轮风机气动参数、强度参数；

判断模块，用于将无中盘叶轮风机气动参数、强度参数与待设计叶轮风机气动参数、强度参数进行比较，判断待设计叶轮风机气动参数、强度参数是否满足要求，若是，输出叶轮参数，若否，优化叶轮的参数，调用第三计算模块。

进一步地，所述建立计算模型包括：设置模型边界条件、选取湍流模型、计算算法。

进一步地，所述第二计算模块包括：把所述无中盘叶轮导入有限计算软件，进行网格划分，设置束缚位置及叶轮运行转速，计算叶轮的应力、应变强度参数，分析叶轮强度性能状况。

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种具有流线曲率中盘的叶轮的设计方法及设计系统。本发明叶轮采用后倾式叶片，克服前倾式的叶片风机气动效率低、噪声高、体积较为庞大的缺点。此外，在常规后倾式叶片叶轮中增加流线曲率中盘，使叶轮同时满足强度、刚度的要求，克服常规后倾式的叶轮强度、刚度、气动效率均不能达到技术要求的缺点。流线曲率中盘根据无中盘叶轮风机在设计工况点通过CFD计算风机整机通流流线，提取叶轮流线图，确定中盘中弧线尺寸。基于无中盘叶轮风机气动参数初始化设置待设计叶轮的参数，将无中盘叶轮风机气动参数、强度参数与待设计叶轮风机气动参数、强度参数进行比较，使得最后生成的叶轮对应的风机气动参数、强度参数等都满足要求，也就是说，具有叶轮对应的风机气动效率高、噪声低、体积小、强度、刚度满足设计需求的优点。

附图说明

图1是实施例一提供的一种具有流线曲率中盘的叶轮结构示意图；

图2是实施例二提供的一种具有流线曲率中盘的叶轮设计方法流程图；

图3是无中盘叶轮子午面流线示意图；

图4是具有流线曲率中盘的叶轮子午面示意图；

图5是无中盘叶轮与流线曲率中盘叶轮应力对比示意图；

图6是无中盘叶轮与流线曲率中盘叶轮应变对比示意图；

图7是实施例三提供的一种具有流线曲率中盘的叶轮设计系统结构图；

图中，1-平后盘、2-多弧前盘、3-流线曲率中盘、4-后倾式叶片。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

实施例一

如图1所示，本实施例提出了一种具有流线曲率中盘的叶轮，包括：平后盘1、多弧前盘2、流线曲率中盘3及后倾式叶片4，所述叶片均布安装在叶轮的前盘与后盘之间，叶片为二元板型结构，所述流线曲率中盘的中心线为流线型。

本发明提出一种具有流线曲率中盘的叶轮，所述叶轮为闭式叶轮。现有的闭式叶轮通常仅包括平后盘、多弧前盘及叶片，当叶片为前倾式的，风机气动效率低，噪声高，体积较为庞大，当叶片为后倾式时，叶轮的强度、刚度、气动效率均不能达到技术要求。例如，对于设计风量为50000m 3/h，压力为13000Pa的气动设计工况，常规的技术一般采用前倾式高压力系数风机进行设计，比如9-26-15D，叶轮直径为1.5m，转速为4极，这种风机气动效率低，性能曲线是驼峰的，噪声大，体积大，风机整机外形尺寸基本在4-5m，一般功率为450kW。

因此，本发明采用后倾式叶片，在传统的闭式叶轮中增加流线曲率中盘，增强叶轮的强度、刚度、气动效率等，克服现有的叶轮强度、刚度等不能达到技术要求的问题。

实施例二

如图2所示，本实施例提出了一种具有流线曲率中盘的叶轮设计方法，包括：

S1、建立无中盘叶轮风机模型的第一气动三维模型；

本发明提出了一种具有流线曲率中盘的叶轮，流线曲率中盘的中心线为流线型，具体地，根据在无中盘的叶轮结构条件下，在设计工况点通过CFD计算风机整机通流流线，提取叶轮流线图，确定中盘中弧线尺寸。因此，本发明首先建立无中盘叶轮风机模型的第一气动三维模型，具体地，在Solidworks等三维建模软件中，建立无中盘常规叶轮风机模型的第一气动三维模型，模型的建立符合风机计算预处理及物理模型计算要求，把风机分为旋转域及静止域，采用相对坐标系进行计算，提高计算鲁棒性、计算效率。

S2、对所述第一气动三维模型进行气动网格划分；

建立好第一气动三维模型后，把生成的第一气动三维模型导入ICEM等网格划分软件，对风机部件中叶轮、域之间交界面、集流体等对计算性能产生重大影响的部件局部加密，合理控制网格数及网格质量，在满足计算精度要求的条件下，采用非结构网格合理布置网格。比如叶轮的网格尺寸设置为1-2，翼顶间隙设置为0.5-1，蜗舌设置为3-4，扩压器设置及蜗壳设置为4-5，全域设置为6-8。

S3、建立计算模型，计算所述无中盘叶轮风机气动参数，提取叶轮子午面流线；

对气动三维模型进行气动网格划分后，把划分好的网格导入CFX等CFD计算软件中，建立计算模型。建立计算模型具体包括：设置模型边界条件、选取湍流模型、计算算法。优先的，本发明模型进口边界条件为全压入口、流量出口；选取的湍流模型为SST湍流模型。

构建好计算模型后，进行风机全域流场计算及优化分析，计算所述无中盘叶轮风机气动参数、叶轮子午面流线。风机气动参数包括风机流场，风量、风压、气动效率等。图3示出了无中盘叶轮子午面流线图。

S4、对所述第一三维模型进行有限元分析，计算所述无中盘叶轮风机的强度参数；

本发明把常规无中盘叶轮，导入有限计算软件，进行网格划分，设置束缚位置及叶轮运行转速，计算叶轮的应力、应变等强度参数，分析叶轮强度性能状况。具体地，本发明对第一三维模型进行FEA有限元分析，利用有限元数值方法进行应力、应变等强度参数计算，由CAD模型自动生成非结构网格，同时可从流场计算结果自动设置相关边界条件。通过计算的风机在各个转速下的应力、应变等参数，分析风机的强度。

S5、基于所述叶轮子午面流线选取子午流线中线，根据所述子午流线中线确定中盘中的弧线尺寸；

提取无中盘叶轮子午面流线，具体为提取风机在设计工况下的叶轮子午面流线图，提取无中盘叶轮子午面流线后，选取子午流线中线，即选取中心流线轨迹。本发明在常规叶轮中增加中盘，中盘的中心线为流线型，通过提取的子午流线中线确定中盘中弧线尺寸。流线曲率中盘入口微上扬，角度为40-60°，出口0-30°。具体地，具有流线曲率中盘的叶轮子午面如图4所示，其中，流线曲率中盘入口微上扬，角度为45°，出口0°，

S6、基于所述无中盘叶轮风机气动参数初始化设置待设计叶轮的参数；

对于叶轮设计，首先需要对叶轮的参数进行初始化。本发明是实现一种叶轮，使其对应的风机气动效率高、噪声低、体积小、强度、刚度满足设计需求，因此，本发明将待设计具有流线曲率中盘的叶轮风机气动参数、强度等与无中盘叶轮风机气动参数、强度进行比较设计，使具有流线曲率中盘的叶轮风机气动参数、强度都大大提升。因此，本发明基于无中盘叶轮风机气动参数初始化设置待设计叶轮的参数，根据经验使待设计叶轮尽量满足气动参数、强度等的要求。叶轮的参数包括轮毂比、叶片进口角度、叶片出口角度、叶轮子午面的前盘、后盘及流线曲率中盘的厚度等初始参数，此外，本发明还对流线曲率中盘的入口进行圆角光滑处理。例如，初始化设置待设计叶片进口角度为22-25°，出口角为34-38°，轮毂比为0.65-0.7，叶轮直径为650-800mm，叶轮出口高度为150-180mm，叶片进口高度为190-210mm，叶片、前盘及后盘厚度为8-14mm，风机运行转速3000-4500rpm。

S7、基于设置的待设计叶轮的参数、中盘中的弧线尺寸计算待设计叶轮风机气动参数、强度参数；

设置好待设计叶轮的参数、中盘中的弧线尺寸后，构建流线曲率中盘叶轮风机模型的第二气动三维模型，对第二气动三维模型进行气动网格划分，通过建立计算模型计算流线曲率中盘叶轮风机气动参数，并对第二气动三维模型进行有限元分析，计算流线曲率中盘叶轮风机的强度参数。具体的执行与处理过程与步骤S1-S4类似，在此不再赘述。

S8、将无中盘叶轮风机气动参数、强度参数与待设计叶轮风机气动参数、强度参数进行比较，判断待设计叶轮风机气动参数、强度参数是否满足要求，若是，输出叶轮参数，若否，优化叶轮的参数，执行步骤S7。

本发明是实现一种叶轮，使其对应的风机气动效率高、噪声低、体积小、强度、刚度满足设计需求，因此，本发明将待设计叶轮风机气动参数、强度参数与无中盘叶轮风机气动参数、强度参数进行比较，如果比较的结果满足要求，则说明设计的叶轮气动效率等气动参数、强度等都满足设计需求，具备设计叶轮对应的风机气动效率高、噪声低、体积小、强度高等优点，输出相应的叶轮参数，完成具有流线曲率中盘的叶轮设计。比较的结果要求可以是待设计叶轮风机气动参数、强度参数比无中盘叶轮风机气动参数、强度参数高出一定的比例或者数值。对于叶轮为流线曲率叶轮的风机，效率高，性能曲线平坦，噪声低，例如，气动性能包含50000m3/h，13000Pa工况，风机叶轮直径为0.76m，转速4000rpm，功率为250kW，相比于传统技术，节能率在40％以上，年度节省电量172.8万度/台(如果年度运行时间为8620h)，用户使用后会取得非常可观的经济价值。图5示出了无中盘叶轮与流线曲率中盘叶轮应力对比图，图6示出了无中盘叶轮与流线曲率中盘叶轮应变对比图，显然，流线曲率中盘叶轮的强度参数也大大提高。当气动参数、强度参数任一没满足时，不断进行叶轮的参数调整、优化，直到满足要求为止。

实施例二

如图7所示，本实施例提出了一种具有流线曲率中盘的叶轮设计系统，包括：

三维模型建立模块，用于建立无中盘叶轮风机模型的第一气动三维模型；

本发明提出了一种具有流线曲率中盘的叶轮，流线曲率中盘的中心线为流线型，具体地，根据在无中盘的叶轮结构条件下，在设计工况点通过CFD计算风机整机通流流线，提取叶轮流线图，确定中盘中弧线尺寸。因此，本发明首先建立无中盘叶轮风机模型的第一气动三维模型，具体地，在Solidworks等三维建模软件中，建立无中盘常规叶轮风机模型的第一气动三维模型，模型的建立符合风机计算预处理及物理模型计算要求，把风机分为旋转域及静止域，采用相对坐标系进行计算，提高计算鲁棒性、计算效率。

网格划分模块，用于对所述第一气动三维模型进行气动网格划分；

建立好第一气动三维模型后，把生成的第一气动三维模型导入ICEM等网格划分软件，对风机部件中叶轮、域之间交界面、集流体等对计算性能产生重大影响的部件局部加密，合理控制网格数及网格质量，在满足计算精度要求的条件下，采用非结构网格合理布置网格。比如叶轮的网格尺寸设置为1-2，翼顶间隙设置为0.5-1，蜗舌设置为3-4，扩压器设置及蜗壳设置为4-5，全域设置为6-8。

第一计算模块，用于建立计算模型，计算所述无中盘叶轮风机气动参数，提取叶轮子午面流线；

对气动三维模型进行气动网格划分后，把划分好的网格导入CFX等CFD计算软件中，建立计算模型。建立计算模型具体包括：设置模型边界条件、选取湍流模型、计算算法。优先的，本发明模型进口边界条件为全压入口、流量出口；选取的湍流模型为SST湍流模型。

构建好计算模型后，进行风机全域流场计算及优化分析，计算所述无中盘叶轮风机气动参数、叶轮子午面流线。风机气动参数包括风机流场，风量、风压、气动效率等。

第二计算模块，用于对所述第一三维模型进行有限元分析，计算所述无中盘叶轮风机的强度参数；

本发明把常规无中盘叶轮，导入有限计算软件，进行网格划分，设置束缚位置及叶轮运行转速，计算叶轮的应力、应变等强度参数，分析叶轮强度性能状况。具体地，本发明对第一三维模型进行FEA有限元分析，利用有限元数值方法进行应力、应变等强度参数计算，由CAD模型自动生成非结构网格，同时可从流场计算结果自动设置相关边界条件。通过计算的风机在各个转速下的应力、应变等参数，分析风机的强度。

弧线确定模块，用于基于所述叶轮子午面流线选取子午流线中线，根据所述子午流线中线确定中盘中的弧线尺寸；

提取无中盘叶轮子午面流线，具体为提取风机在设计工况下的叶轮子午面流线图，提取无中盘叶轮子午面流线后，选取子午流线中线，即选取中心流线轨迹。本发明在常规叶轮中增加中盘，中盘的中心线为流线型，通过提取的子午流线中线确定中盘中弧线尺寸。流线曲率中盘入口微上扬，角度为40-60°，出口0-30°。

初始化模块，用于基于所述无中盘叶轮风机气动参数初始化设置待设计叶轮的参数；

对于叶轮设计，首先需要对叶轮的参数进行初始化。本发明是实现一种叶轮，使其对应的风机气动效率高、噪声低、体积小、强度、刚度满足设计需求，因此，本发明将待设计具有流线曲率中盘的叶轮风机气动参数、强度等与无中盘叶轮风机气动参数、强度进行比较设计，使具有流线曲率中盘的叶轮风机气动参数、强度都大大提升。因此，本发明基于无中盘叶轮风机气动参数初始化设置待设计叶轮的参数，根据经验使待设计叶轮尽量满足气动参数、强度等的要求。叶轮的参数包括轮毂比、叶片进口角度、叶片出口角度、叶轮子午面的前盘、后盘及流线曲率中盘的厚度等初始参数，此外，本发明还对流线曲率中盘的入口进行圆角光滑处理。例如，初始化设置待设计叶片进口角度为22-25°，出口角为34-38°，轮毂比为0.65-0.7，叶轮直径为650-800mm，叶轮出口高度为150-180mm，叶片进口高度为190-210mm，叶片、前盘及后盘厚度为8-14mm，风机运行转速3000-4500rpm。

第三计算模块，用于基于设置的待设计叶轮的参数、中盘中的弧线尺寸计算待设计叶轮风机气动参数、强度参数；

设置好待设计叶轮的参数、中盘中的弧线尺寸后，构建流线曲率中盘叶轮风机模型的第二气动三维模型，对第二气动三维模型进行气动网格划分，通过建立计算模型计算流线曲率中盘叶轮风机气动参数，并对第二气动三维模型进行有限元分析，计算流线曲率中盘叶轮风机的强度参数。具体的执行与处理过程与三维模型建立模块、网格划分模块、第一计算模块、第二计算模块的处理类似，在此不再赘述。

判断模块，用于将无中盘叶轮风机气动参数、强度参数与待设计叶轮风机气动参数、强度参数进行比较，判断待设计叶轮风机气动参数、强度参数是否满足要求，若是，输出叶轮参数，若否，优化叶轮的参数，调用第三计算模块。

本发明是实现一种叶轮，使其对应的风机气动效率高、噪声低、体积小、强度、刚度满足设计需求，因此，本发明将待设计叶轮风机气动参数、强度参数与无中盘叶轮风机气动参数、强度参数进行比较，如果比较的结果满足要求，则说明设计的叶轮气动效率等气动参数、强度等都满足设计需求，具备设计叶轮对应的风机气动效率高、噪声低、体积小、强度高等优点，输出相应的叶轮参数，完成具有流线曲率中盘的叶轮设计。比较的结果要求可以是待设计叶轮风机气动参数、强度参数比无中盘叶轮风机气动参数、强度参数高出一定的比例或者数值。对于叶轮为流线曲率叶轮的风机，效率高，性能曲线平坦，噪声低，例如，气动性能包含50000m3/h，13000Pa工况，风机叶轮直径为0.76m，转速4000rpm，功率为250kW，相比于传统技术，节能率在40％以上，年度节省电量172.8万度/台(如果年度运行时间为8620h)，用户使用后会取得非常可观的经济价值。此外，流线曲率中盘叶轮的强度参数也大大提高。当气动参数、强度参数任一没满足时，不断进行叶轮的参数调整、优化，直到满足要求为止。

本发明提出一种具有流线曲率中盘的叶轮的设计方法及设计系统，叶轮采用后倾式叶片，克服前倾式的叶片风机气动效率低、噪声高、体积较为庞大的缺点。此外，在常规后倾式叶片叶轮中增加流线曲率中盘，使叶轮同时满足强度、刚度的要求，克服常规后倾式的叶轮强度、刚度、气动效率均不能达到技术要求的缺点。流线曲率中盘根据无中盘叶轮风机在设计工况点通过CFD计算风机整机通流流线，提取叶轮流线图，确定中盘中弧线尺寸。基于无中盘叶轮风机气动参数初始化设置待设计叶轮的参数，将无中盘叶轮风机气动参数、强度参数与待设计叶轮风机气动参数、强度参数进行比较，使得最后生成的叶轮对应的风机气动参数、强度参数等都满足要求，也就是说，具有叶轮对应的风机气动效率高、噪声低、体积小、强度、刚度满足设计需求的优点。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种具有流线曲率中盘的叶轮设计方法，所述叶轮包括：平后盘、多弧前盘、流线曲率中盘及后倾式叶片，所述后倾式叶片均布安装在叶轮的多弧前盘与平后盘之间，叶片为二元板型结构，所述流线曲率中盘的中心线为流线型，所述流线曲率中盘根据无中盘叶轮风机在设计工况点通过CFD计算风机整机通流流线，提取叶轮流线图，确定中盘中弧线尺寸，所述流线曲率中盘入口微上扬，角度为40-60°，出口0-30°，

其特征在于，包括：

S1、建立无中盘叶轮风机模型的第一气动三维模型；

S2、对所述第一气动三维模型进行气动网格划分；

S3、建立计算模型，计算所述无中盘叶轮风机气动参数，提取叶轮子午面流线；

S4、对所述第一气动三维模型进行有限元分析，计算所述无中盘叶轮风机的强度参数；

S5、基于所述叶轮子午面流线选取子午流线中线，根据所述子午流线中线确定中盘中的弧线尺寸；

S6、基于所述无中盘叶轮风机气动参数初始化设置待设计叶轮的参数；

S7、基于设置的待设计叶轮的参数和中盘中的弧线尺寸计算待设计叶轮风机气动参数和强度参数；

S8、将无中盘叶轮风机气动参数和强度参数与待设计叶轮风机气动参数和强度参数进行比较，判断待设计叶轮风机气动参数和强度参数是否满足要求，若是，输出叶轮参数，若否，优化叶轮的参数，执行步骤S7。

2.根据权利要求1所述的叶轮设计方法，其特征在于，所述建立计算模型包括：设置模型边界条件，选取湍流模型和计算算法。

3.根据权利要求1所述的叶轮设计方法，其特征在于，所述步骤S4包括：把所述无中盘叶轮风机导入有限计算软件，进行网格划分，设置束缚位置及叶轮运行转速，计算叶轮的应力和应变强度参数，分析叶轮强度性能状况。

4.根据权利要求1所述的叶轮设计方法，其特征在于，所述叶轮的参数包括叶片进口角度为22-25°，出口角为34-38°，轮毂比为0.65-0.7，叶轮直径为650-800mm，叶轮出口高度为150-180mm，叶片进口高度为190-210mm，叶片、前盘及后盘厚度为8-14mm，风机运行转速3000-4500rpm。

5.一种具有流线曲率中盘的叶轮设计系统，其中叶轮包括：平后盘、多弧前盘、流线曲率中盘及后倾式叶片，所述后倾式叶片均布安装在叶轮的多弧前盘与平后盘之间，叶片为二元板型结构，所述流线曲率中盘的中心线为流线型，所述流线曲率中盘根据无中盘叶轮风机在设计工况点通过CFD计算风机整机通流流线，提取叶轮流线图，确定中盘中弧线尺寸，所述流线曲率中盘入口微上扬，角度为40-60°，出口0-30°，其特征在于，包括：

三维模型建立模块，用于建立无中盘叶轮风机模型的第一气动三维模型；

网格划分模块，用于对所述第一气动三维模型进行气动网格划分；

第一计算模块，用于建立计算模型，计算所述无中盘叶轮风机气动参数，提取叶轮子午面流线；

第二计算模块，用于对所述第一气动三维模型进行有限元分析，计算所述无中盘叶轮风机的强度参数；

弧线确定模块，用于基于所述叶轮子午面流线选取子午流线中线，根据所述子午流线中线确定中盘中的弧线尺寸；

初始化模块，用于基于所述无中盘叶轮风机气动参数初始化设置待设计叶轮的参数；

第三计算模块，用于基于设置的待设计叶轮的参数和中盘中的弧线尺寸计算待设计叶轮风机气动参数和强度参数；

判断模块，用于将无中盘叶轮风机气动参数和强度参数与待设计叶轮风机气动参数和强度参数进行比较，判断待设计叶轮风机气动参数和强度参数是否满足要求，若是，输出叶轮参数，若否，优化叶轮的参数，调用第三计算模块。

6.根据权利要求5所述的叶轮设计系统，其特征在于，所述建立计算模型包括：设置模型边界条件，选取湍流模型和计算算法。

7.根据权利要求5所述的叶轮设计系统，其特征在于，所述第二计算模块包括：把所述无中盘叶轮风机导入有限计算软件，进行网格划分，设置束缚位置及叶轮运行转速，计算叶轮的应力和应变强度参数，分析叶轮强度性能状况。

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