RU2310774C1 - Radial impeller and impeller blades - Google Patents
Radial impeller and impeller blades Download PDFInfo
- Publication number
- RU2310774C1 RU2310774C1 RU2006103511/06A RU2006103511A RU2310774C1 RU 2310774 C1 RU2310774 C1 RU 2310774C1 RU 2006103511/06 A RU2006103511/06 A RU 2006103511/06A RU 2006103511 A RU2006103511 A RU 2006103511A RU 2310774 C1 RU2310774 C1 RU 2310774C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- impeller
- blade
- axis
- edge
- slat
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Группа изобретений относится к области вентиляторостроения, а именно к радиальным колесам вентиляторов и компрессоров с низким уровнем шума.The group of inventions relates to the field of fan engineering, namely to radial wheels of fans and compressors with low noise level.
Из уровня техники известны радиальные рабочие колеса.Radial impellers are known in the art.
Так, в заявке Европейского патентного ведомства №1184574 А2, МПК F04D 29/30; F04D 29/28, дата публикации 06.03.2002 г., [1], представлено радиальное рабочее колесо, включающее основной и передний диски, лопатки рабочего колеса, размещенные между дисками и выполненные загнутыми назад, при этом рабочая лопатка оснащена участком (предкрылком), расположенным ближе к оси вращения рабочего колеса. Однако в изобретении решается задача обеспечения прочности рабочего колеса путем крепления выступающей части лопаток (предкрылка) к переднему диску, и нет сведений об акустических свойствах рабочего колеса, что затрудняет использование изобретения [1] для уменьшения шума вентилятора.So, in the application of the European Patent Office No. 1184574 A2, IPC F04D 29/30; F04D 29/28, publication date 03/06/2002, [1] presents a radial impeller, including the main and front disks, impeller blades located between the disks and made backward curved, while the impeller is equipped with a section (slat), located closer to the axis of rotation of the impeller. However, the invention solves the problem of ensuring the strength of the impeller by attaching the protruding part of the blades (slat) to the front disk, and there is no information about the acoustic properties of the impeller, which complicates the use of the invention [1] to reduce fan noise.
В свидетельстве России на полезную модель №22978 U, «Рабочее колесо радиального вентилятора», МПК F04D 29/28, F04D 29/66, дата публикации 10.05.2002 г., [2], представлено радиальное рабочее колесо, включающее основной и передний диски, лопатки рабочего колеса, размещенные между дисками и выполненные загнутыми назад, при этом лопатки выполнены плоскими с прямой передней кромкой, контактирующей с передним диском, а образующая переднего диска на участке примыкания лопаток выполнена в соответствии с уравнениями:The Russian certificate for utility model No. 22978 U, "Impeller of a radial fan", IPC F04D 29/28, F04D 29/66, publication date 05/10/2002, [2], presents a radial impeller, including the main and front wheels , the blades of the impeller located between the disks and made curved backward, while the blades are made flat with a straight front edge in contact with the front disk, and the generatrix of the front disk at the junction of the blades is made in accordance with the equations:
y=(0,29±0,01)x+0,37;y = (0.29 ± 0.01) x + 0.37;
z=(0,39±0,01)x-0,27;z = (0.39 ± 0.01) x-0.27;
r2=x2+y2,r 2 = x 2 + y 2 ,
где z=Z/D - относительная координата, направленная вдоль оси вращения рабочего колеса в направлении от основного диска к входу в рабочее колесо;where z = Z / D is the relative coordinate directed along the axis of rotation of the impeller in the direction from the main disk to the entrance to the impeller;
x=X/D - относительная координата, перпендикулярная оси вращения рабочего колеса;x = X / D is the relative coordinate perpendicular to the axis of rotation of the impeller;
y=Y/D - относительная координата, перпендикулярная оси z и оси х;y = Y / D is the relative coordinate perpendicular to the z axis and x axis;
r=R/D - относительный радиус рабочего колеса,r = R / D is the relative radius of the impeller,
R - текущий радиус рабочего колеса;R is the current radius of the impeller;
X, Y, Z - текущие координаты;X, Y, Z - current coordinates;
D - диаметр рабочего колеса.D is the diameter of the impeller.
Представленное в описании полезной модели [2] рабочее колесо обеспечивает при его использовании в канальных вентиляторах хорошие аэродинамические и акустические характеристики вентиляторов, показанные, в частности, в Каталоге-2005 ООО «ИННОВЕНТ», Москва, 2005 г., стр.14...23, [3], что позволяет сравнивать аэродинамические и акустические характеристики рабочего колеса по данному изобретению с известным рабочим колесом.The impeller presented in the description of the utility model [2], when used in duct fans, provides good aerodynamic and acoustic characteristics of the fans, shown, in particular, in the 2005 Catalog of INNOVENT LLC, Moscow, 2005, p. 14 ... 23, [3], which allows you to compare the aerodynamic and acoustic characteristics of the impeller according to this invention with a known impeller.
Радиальное рабочее колесо по полезной модели РФ №22978 U, [2], принято за наиболее близкий аналог радиального рабочего колеса.The radial impeller according to the utility model of the Russian Federation No. 22978 U, [2], is taken as the closest analogue of the radial impeller.
В заявке Европейского патентного ведомства №1184574 А2, МПК F04D 29/30; F04D 29/28, дата публикации 06.03.2002 г., [1], также представлена лопатка рабочего радиального колеса, содержащая участок, предназначенный для соединения с передним диском, участок, расположенный ближе к оси вращения рабочего колеса (предкрылок), имеющий переднюю и боковую кромки, причем передняя кромка расположена под небольшим переменным углом к плоскости, перпендикулярной оси вращения рабочего колеса, и выполнена криволинейной. Боковая кромка предкрылка лопатки практически параллельна оси вращения рабочего колеса, что, как показано ниже, приводит к увеличению шума перед входом в вентилятор по сравнению с предлагаемой лопаткой и рабочим колесом. Лопатка радиального рабочего колеса по изобретению [1] принята за наиболее близкий аналог лопатки, представленной в данной группе изобретений.In the application of the European Patent Office No. 1184574 A2, IPC F04D 29/30; F04D 29/28, publication date 03/06/2002, [1] also shows a radial impeller blade comprising a portion intended to be connected to the front disc, a portion located closer to the rotational axis of the impeller (slat) having a front and lateral edge, and the leading edge is located at a small variable angle to a plane perpendicular to the axis of rotation of the impeller, and is made curved. The lateral edge of the blade slat is almost parallel to the axis of rotation of the impeller, which, as shown below, leads to an increase in noise in front of the fan inlet compared with the proposed blade and impeller. The blade of the radial impeller according to the invention [1] is taken as the closest analogue of the blade presented in this group of inventions.
Решаемой технической задачей является снижение уровня шума на входе в рабочее колесо при обеспечении его высоких аэродинамических характеристик.The technical problem to be solved is to reduce the noise level at the entrance to the impeller while ensuring its high aerodynamic characteristics.
Технический результат, достигаемый в предлагаемом рабочем колесе, заключается в уменьшении уровня шума рабочего колеса. Технический результат, достигаемый предлагаемой лопаткой по сравнению с наиболее близким аналогом [1], заключается в повышении напорной аэродинамической характеристики при снижении уровня шума рабочего колеса с такими лопатками.The technical result achieved in the proposed impeller is to reduce the noise level of the impeller. The technical result achieved by the proposed blade compared with the closest analogue [1] is to increase the pressure aerodynamic characteristics while reducing the noise level of the impeller with such blades.
Раскрытие группы изобретений.Disclosure of a group of inventions.
Радиальное рабочее колесо, как и в наиболее близком аналоге [2], включает основной и передний диски, лопатки рабочего колеса, размещенные между дисками и выполненные загнутыми назад, но в отличие от наиболее близкого аналога [2], каждая рабочая лопатка оснащена участком (предкрылком), расположенным ближе к оси вращения рабочего колеса, боковая кромка лопатки расположена под острым углом к передней кромке предкрылка, а носок передней кромки предкрылка, точка пересечения передней кромки следующей лопатки с передним диском и ось вращения рабочего колеса в проекции на плоскость, перпендикулярную оси вращения колеса, лежат на одной прямой.The radial impeller, as in the closest analogue [2], includes the main and front disks, the impeller blades located between the disks and made backward, but unlike the closest analogue [2], each impeller is equipped with a section (slat ), located closer to the axis of rotation of the impeller, the lateral edge of the blade is at an acute angle to the leading edge of the slat, and the nose of the leading edge of the slat, the point of intersection of the leading edge of the next blade with the front disk and the axis of rotation of the working its wheels are projected onto a plane perpendicular to the axis of rotation of the wheel, lie on one straight line.
Радиальное рабочее колесо характеризуется тем, что передняя кромка лопатки расположена в плоскости, перпендикулярной оси вращения рабочего колеса.The radial impeller is characterized in that the leading edge of the blade is located in a plane perpendicular to the axis of rotation of the impeller.
Радиальное рабочее колесо характеризуется тем, что передняя кромка лопатки установлена под углом ±10 град к плоскости, перпендикулярной оси вращения рабочего колеса.The radial impeller is characterized in that the leading edge of the blade is set at an angle of ± 10 degrees to a plane perpendicular to the axis of rotation of the impeller.
Радиальное рабочее колесо характеризуется тем, что передняя кромка лопатки выполнена криволинейной.The radial impeller is characterized in that the leading edge of the blade is curved.
При этом передняя кромка лопатки колеса выполнена по дуге окружности.In this case, the front edge of the wheel blade is made along an arc of a circle.
Радиальное рабочее колесо характеризуется тем, что каждая лопатка на участке, примыкающем к переднему диску, выполнена плоской.The radial impeller is characterized in that each blade in the area adjacent to the front disk is made flat.
При этом образующая переднего диска на участке примыкания лопаток выполнена в соответствии с уравнениями:In this case, the generatrix of the front disk at the junction of the blades is made in accordance with the equations:
y=(0,29±0,01)x+0,37;y = (0.29 ± 0.01) x + 0.37;
z=(-0,39±0,01)x-0,27;z = (- 0.39 ± 0.01) x-0.27;
r2=x2+y2,r 2 = x 2 + y 2 ,
где z=Z/D - относительная координата, направленная вдоль оси вращения рабочего колеса в направлении от основного диска к входу в рабочее колесо;where z = Z / D is the relative coordinate directed along the axis of rotation of the impeller in the direction from the main disk to the entrance to the impeller;
x=X/D - относительная координата, перпендикулярная оси вращения рабочего колеса;x = X / D is the relative coordinate perpendicular to the axis of rotation of the impeller;
y=Y/D - относительная координата, перпендикулярная оси z и оси x;y = Y / D is the relative coordinate perpendicular to the z axis and x axis;
r=R/D - относительный радиус рабочего колеса,r = R / D is the relative radius of the impeller,
R - текущий радиус рабочего колеса;R is the current radius of the impeller;
X, Y, Z - текущие координаты;X, Y, Z - current coordinates;
D - диаметр рабочего колеса, равный диаметру окружности, описываемой концами лопаток рабочего колеса.D is the impeller diameter equal to the diameter of the circle described by the ends of the impeller blades.
Радиальное рабочее колесо характеризуется тем, что ширина лопатки на выходе из рабочего колеса равна не менее 0,25 диаметра D окружности.The radial impeller is characterized in that the width of the blade at the exit of the impeller is at least 0.25 of the diameter D of the circle.
Радиальное рабочее колесо характеризуется тем, что на рабочем колесе установлено 13 лопаток.The radial impeller is characterized in that 13 blades are mounted on the impeller.
Лопатка радиального рабочего колеса, как и в наиболее близком аналоге [1], содержит участок, предназначенный для соединения с передним диском, и участок, расположенный ближе к оси вращения рабочего колеса (предкрылок), имеющий переднюю и боковую кромки, причем передняя кромка выполнена криволинейной, но в отличие от наиболее близкого аналога [1], передняя кромка предкрылка расположена в плоскости, перпендикулярной оси вращения рабочего колеса, а боковая кромка расположена под острым углом к передней кромке, выполнена криволинейной с увеличивающимся по мере удаления от передней кромки местным радиусом.The blade of the radial impeller, as in the closest analogue [1], contains a section intended for connection with the front disk, and a section located closer to the axis of rotation of the impeller (slat) having a front and side edges, and the front edge is curved but, unlike the closest analogue [1], the leading edge of the slat is located in a plane perpendicular to the axis of rotation of the impeller, and the lateral edge is located at an acute angle to the leading edge, is made curved with an increase vayuschimsya as the distance from the front edge of the local radius.
Лопатка характеризуется тем, что передняя и боковая кромки предкрылка соединены по дуге окружности.The blade is characterized in that the front and side edges of the slat are connected along an arc of a circle.
Лопатка характеризуется тем, что участок лопатки, предназначенный для соединения с передним диском, выполнен плоским.The blade is characterized in that the portion of the blade intended to be connected to the front disc is flat.
Группа изобретений поясняется чертежами.The group of inventions is illustrated by drawings.
На фиг.1 представлен поперечный разрез радиального рабочего колеса.Figure 1 shows a cross section of a radial impeller.
На фиг.2 представлен разрез А-А на фиг.1.Figure 2 presents a section aa in figure 1.
На фиг.3 показаны варианты лопаток при виде сбоку.Figure 3 shows the options for the blades when viewed from the side.
На фиг.4 показаны варианты лопаток при виде сверху.Figure 4 shows the options for the blades when viewed from above.
На фиг.5 показана составная лопатка при виде сверху.Figure 5 shows a composite blade in a top view.
На фиг.6 показан график зависимости статического давления от производительности Psν=f(Q) вентиляторов №2 и №3.Figure 6 shows a graph of the static pressure versus capacity Psν = f (Q) of fans No. 2 and No. 3.
На фиг.7 показан график зависимости статического давления от производительности Psν=f(Q) вентиляторов №1, 3 и 4.7 shows a graph of the dependence of static pressure on the performance Psν = f (Q) of fans No. 1, 3 and 4.
На фиг.8 показано сравнение уровня шума на входе вентиляторов №1, 2, 3.On Fig shows a comparison of the noise level at the inlet of fans No. 1, 2, 3.
На фиг.9 показано сравнение уровня шума на входе вентиляторов №1 и №4.Figure 9 shows a comparison of the noise level at the input of fans No. 1 and No. 4.
На фиг.10 показано сравнение уровня шума на выходе вентиляторов №1 и №4.Figure 10 shows a comparison of the noise level at the output of fans No. 1 and No. 4.
Раскрытие группы изобретений.Disclosure of a group of inventions.
Радиальное рабочее колесо содержит передний 1 и основной 2 диски, установленные между ними лопатки 3. Рабочее колесо оснащено втулкой (не обозначена) для соединения с энергоприводом. Вход 4 воздушного потока в рабочее колесо расположен в плоскости, образованной передними кромками переднего диска 1, а выход 5 воздушного потока из рабочего колеса расположен между внешними кромками переднего 1 и заднего 2 дисков (фиг.1). Лопатки 3 выполнены загнутыми назад (фиг.2). Каждая из лопаток 3 содержит основной участок 6, передняя кромка 7 которого примыкает к переднему диску 1, и участок, расположенный ближе к оси 8 вращения рабочего колеса, называемый далее «предкрылок» 9 (фиг.1). Основной участок 6 и предкрылок 9 могут выполняться как одно целое (фиг.3, 4), так и составными, путем присоединения предкрылка 9 к основной части 6 (фиг.5). Передняя кромка 10 предкрылка 9 лопатки 3 расположена в плоскости, перпендикулярной оси 8 вращения рабочего колеса, а боковая кромка 11 - под острым углом к передней кромке 10. Передняя 10 и боковая 11 кромки могут соединяться плавной кривой, например дугой окружности. Кроме того, передняя кромка 10 предкрылка 9 выполнена криволинейной, например по дуге окружности (фиг.4, 5), а ее боковая кромка 11 - криволинейной, с увеличивающимся по мере удаления от передней кромки 10 местным радиусом Rбк (фиг.1). Поверхность предкрылка 9 может выполняться в виде поверхности с плавными контурами, в частности цилиндрической (фиг.1), или с круткой предкрылка 9 и основной части 6 лопатки 3 (не показано). Кроме того, основной участок 6 и предкрылок 9 лопатки 3 могут выполняться листовыми (фиг.2, 4, 5) или в виде аэродинамического профиля. На проекции на плоскость, перпендикулярную оси 8 вращения рабочего колеса, на одной прямой лежат ось 8 вращения рабочего колеса, носок 12 предкрылка 9 лопатки 3 и точка 13 соединения с передним диском 1 передней кромки следующей по ходу вращения лопатки 3А (фиг.2). При этом точка на носке 12, через которую проходит указанная прямая, определяется при проведении касательной к носку 12 предкрылка, параллельной оси 8 рабочего колеса. Необходимо отметить, что допускается небольшое отклонение от прямой точки 13, носка 12 и оси 8, обусловленное технологическими погрешностями при изготовлении рабочего колеса. Однако следует иметь в виду, что это приведет к ухудшению акустических характеристик рабочего колеса.The radial impeller contains a
Основной участок 6 лопатки 3 может выполняться как с криволинейной, например цилиндрической, поверхностью, так и с плоской поверхностью. При выполнении основного участка 6 лопаток 3 плоским передняя кромка 7 основного участка 6 может выполняться прямолинейной (фиг.3). В этом случае образующая 14 переднего диска 1 на участке примыкания лопатки 3 (фиг.1) выполняется в соответствии с уравнениями:The
y=(0,29±0,01)x+0,37;y = (0.29 ± 0.01) x + 0.37;
z=(-0,39±0,01)x-0,27;z = (- 0.39 ± 0.01) x-0.27;
r2=x2+y2,r 2 = x 2 + y 2 ,
где z=Z/D - относительная координата, направленная вдоль оси 8 вращения рабочего колеса в направлении от основного диска 1 к входу 4 в рабочее колесо;where z = Z / D is the relative coordinate directed along the axis of rotation 8 of the impeller in the direction from the
x=X/D - относительная координата, перпендикулярная оси 8 вращения рабочего колеса;x = X / D is the relative coordinate perpendicular to the axis of rotation 8 of the impeller;
y=Y/D - относительная координата, перпендикулярная оси OZ и оси ОХ;y = Y / D is the relative coordinate perpendicular to the OZ axis and the OX axis;
r=R/D - относительный текущий радиус рабочего колеса,r = R / D is the relative current radius of the impeller,
R - текущий радиус рабочего колеса;R is the current radius of the impeller;
X, Y, Z - текущие координаты;X, Y, Z - current coordinates;
D - диаметр рабочего колеса, равный диаметру окружности, описываемой концами 15 лопаток 3 при вращении рабочего колеса.D is the diameter of the impeller, equal to the diameter of the circle described by the
Пример выполнения рабочего колеса и лопатки в предпочтительном варианте.An example of the impeller and the blade in the preferred embodiment.
В предпочтительном варианте выполнения радиальное рабочее колесо (фиг.1, 2) содержит 13 лопаток 3, ширина Н лопаток 3, равная расстоянию между передним 1 и основным 2 дисками на выходе 5 из рабочего колеса, составляет не менее 0,25D (как правило, в диапазоне от 0,25 до 0,37D), основной участок 6 лопаток 3 выполнен плоским, а примыкающий к нему предкрылок 9 - в виде дуги окружности, передняя 10 и боковая 11 кромки предкрылка 9 соединены по окружности, а боковая кромка 11 выполнена с местным радиусом Rбк не менее 0,5D вблизи передней кромки 10 и параллельна оси 6 вращения рабочего колеса (т.е. равным бесконечности) вблизи основного диска 2. На проекции на плоскость, перпендикулярную оси 8 вращения рабочего колеса, на одной прямой лежат ось 8 вращения рабочего колеса, носок 12 предкрылка 9 лопатки 3 и точка 13 соединения с передним диском 1 передней кромки 10 следующей по ходу вращения лопатки 3А (фиг.2). При этом допускается небольшое отклонение от прямой точки 13, носка 12 и оси 8, обусловленное технологическими погрешностями при изготовлении рабочего колеса.In a preferred embodiment, the radial impeller (1, 2) contains 13 blades 3, the width H of the blades 3, equal to the distance between the front 1 and the main 2 disks at the
Группа изобретений функционирует следующим образом.The group of inventions operates as follows.
Известно, что с точки зрения генерации шума рабочее колесо является разделительной поверхностью: снижение аэродинамического шума после колеса не приводит к заметным последствиям для шума перед колесом, и наоборот. При вращении рабочего колеса боковая кромка 11 лопатки 3 и не примыкающая к переднему диску 1 передняя кромка 10 предкрылка 9 генерируют звуковые волны. Шум в достаточно удаленной точке перед колесом, расположенной, например, на продолжении оси 8 рабочего колеса, определяется суммированием сигналов звукового давления от всех точек передних 10 и боковых 11 кромок всех лопаток 3. Экспериментально установлено, что сигналы звуковых давлений от всех точек каждой отдельной лопатки 3 коррелированы, а для разных лопаток, например соседних лопаток 3 и 3А, не коррелированы. Следовательно, в каждый момент времени сигналы звукового давления от всех точек передней 10 и боковой 11 кромок предкрылка 9 лопатки 3 складываются с учетом амплитуд и фаз распространения. Поэтому передняя кромка 10 предкрылка 9 лопатки 3 должна иметь такую форму и ориентацию в пространстве, чтобы мгновенная сумма всех сигналов звукового давления от всех точек ее передней 10 и боковой 11 кромок стремилась к нулю. Для синусоидального сигнала это означает, что фаза сигналов звукового давления вдоль передней 10 и боковой 11 кромок предкрылка 9 лопатки 3 должна меняться на один период.It is known that from the point of view of noise generation, the impeller is a dividing surface: the reduction of aerodynamic noise after the wheel does not lead to noticeable consequences for noise in front of the wheel, and vice versa. When the impeller rotates, the
Это условие можно обеспечить при перпендикулярном положении передней кромки 10 предкрылка 9 лопатки 3 к оси 8 вращения рабочего колеса (далее - условие перпендикулярности передней кромки), и при расположении на одной прямой в проекции на плоскость, перпендикулярную оси 8 вращения рабочего колеса, оси 8 вращения рабочего колеса, носка 12 предкрылка 9 лопатки 3 и точки 13 пересечения (примыкания) следующей по ходу вращения лопатки 3А с передним диском 1 (фиг.2), соответствующем угловому межлопаточному шагу t на входе 4 в рабочее колесо (далее - условие углового межлопаточного шага). В рабочих колесах, представленных в аналогах [1, 2], эти условия не соблюдаются. Установлено, что для снижения шума более важным является соблюдение условия углового межлопаточного шага t, чем строгое расположение передней кромки 10 в плоскости, перпендикулярной оси 8 вращения рабочего колеса. Поэтому передняя кромка 10 предкрылка 9 может располагаться под небольшим углом к этой плоскости, например под углом ±10 град.This condition can be provided when the leading
Кроме того, для исключения генерации шума в точке, расположенной перед входом 4 в рабочее колесо, боковая кромка 11 предкрылка 9 должна располагаться «в тени» от передней кромки 10, что можно обеспечить при расположении боковой кромки 11 под острым углом (меньше 90 град) к передней кромке 10, и не выходящей за линию, соединяющую носок 12 лопатки 3 и точку примыкания боковой кромки 11 к основному диску 2 (фиг.3).In addition, to prevent noise generation at the point located in front of the
Для соблюдения условия углового межлопаточного шага t передняя кромка 10 лопатки 3 должна выполняться криволинейной, например по дуге окружности, эллипса и других гладких кривых. Однако с точки зрения обеспечения хороших аэродинамических характеристик рабочего колеса должен быть обеспечен плавный вход в межлопаточное пространство, что в идеале достигается при примыкании линий тока воздушного потока к боковой кромке 11 предкрылка 9 лопатки 3 по касательной. Для части боковой кромки 11 это обеспечивается при выполнении боковой кромки 11 с увеличивающимся по величине местным радиусом Rбк по мере удаления от передней кромки 10, вплоть до бесконечности, когда боковая кромка 11 расположена по прямой, например, параллельной оси 8 вращения рабочего колеса. Кроме того, в межлопаточном канале должно обеспечиваться плавное расширение по потоку с оптимальной диффузорностью.To comply with the condition of the angular interscapular pitch t, the leading
Для сравнения аэродинамических и акустических характеристик известных и предлагаемого рабочих колес и лопаток для него проведены испытания 4-х канальных вентиляторов с рабочими колесами одного диаметра и с равным количеством лопаток 3, размещенных в корпусах одного размера с квадратным поперечным сечением канала. Корпуса выполнены с размерами, представленными в Каталоге [3] для вентилятора типа «УНИВЕНТ-2-2».To compare the aerodynamic and acoustic characteristics of the known and proposed impellers and vanes for it, 4-channel fans with impellers of the same diameter and with an equal number of vanes 3 placed in the same size with a square channel cross-section were tested. The cases are made with the dimensions presented in the Catalog [3] for a fan of the UNIVENT-2-2 type.
В качестве 1-го вентилятора испытан серийно выпускающийся вентилятор типа «УНИВЕНТ-2-2» с рабочим колесом с плоскими лопатками 3, выполненными в соответствии с полезной моделью [2] и не имеющими предкрылка, с боковой кромкой 16, параллельной оси 8 вращения рабочего колеса (фиг.3).As a 1st fan, a UNIVENT-2-2 type fan was tested with an impeller with flat blades 3 made in accordance with the utility model [2] and not having a slat, with a
Во 2-м вентиляторе установлено рабочее колесо с составными лопатками (фиг.5), удовлетворяющими условию углового межлопаточного расстояния t и имеющими основной участок 7, предкрылок 9 с передней кромкой 10, лежащей в плоскости, перпендикулярной оси 8 вращения рабочего колеса, и боковой кромкой 17, параллельной оси 8 вращения рабочего колеса (фиг.3). Такое выполнение лопаток 3 представлено в изобретении [1].In the 2nd fan, an impeller is installed with composite blades (Fig. 5) that satisfy the condition of the angular interscapular distance t and have a
В 3-м вентиляторе обеспечивается условие углового межлопаточного расстояния t, лопатка 3 выполнена составной (фиг.3) с прямолинейной боковой кромкой 18 предкрылка 9, примыкающей к передней кромке 10 под острым углом и сопряженной с ней по радиусу (фиг.3) и соединяющейся с основным диском 2.In the 3rd fan, the condition of the angular interscapular distance t is provided, the blade 3 is made integral (Fig. 3) with a rectilinear
В 4-м вентиляторе установлено рабочее колесо, выполненное в соответствии с данным изобретением: составные лопатки 3 (фиг.3) установлены в соответствии с условием углового межлопаточного шага, лопатка 3 выполнена с предкрылком 9, передняя кромка 10 предкрылка 9 перпендикулярна оси 8 вращения рабочего колеса, боковая кромка 11 предкрылка 9 лопатки 3 выполнена с увеличивающимся местным радиусом Rбк по мере удаления от передней кромки (фиг.1, 3).In the 4th fan, an impeller is installed, made in accordance with this invention: composite blades 3 (Fig. 3) are installed in accordance with the condition of the angular interscapular pitch, the blade 3 is made with a
Для сравнения аэродинамических характеристик вентиляторов и, следовательно, рабочих колес по результатам испытаний построены представленные на фиг.6 и фиг.7 графики зависимости статического давления Psν от производительности Q вентилятора: Psν=F(Q). Как следует из графика Psν=F(Q) на фиг.6, аэродинамические характеристики вентиляторов №2 и №3, отличающихся выполнением боковой кромки 11 предкрылка 9 лопаток 3, практически одинаковые, т.е. выполнение боковой кромки 11 параллельной оси 8 рабочего колеса или расположенной под углом к передней кромке 10 предкрылка 9 слабо влияет на аэродинамические характеристики рабочего колеса. Поэтому в дальнейшем сравнивались аэродинамические характеристики рабочих колес с лопатками 3 без предкрылка (вентилятор №1) с лопатками 3 с предкрылком 9 со скошенной прямолинейной боковой кромкой 18 (вентилятор №3) и с боковой кромкой 11 с переменным радиусом Rбк (вентилятор №4).To compare the aerodynamic characteristics of the fans and, consequently, the impellers, the graphs of the dependence of the static pressure Psν on the fan capacity Q are presented in FIG. 6 and FIG. 7: Psν = F (Q). As follows from the graph Psν = F (Q) in Fig. 6, the aerodynamic characteristics of fans No. 2 and No. 3, characterized by the
Из представленного на фиг.7 графика Psν=F(Q) следует, что канальный вентилятор №1 в области средних и больших производительностей по сравнению с вентиляторами №3 и №4 не имеет существенных преимуществ по величине статического давления и близок к вентилятору №4 с предлагаемым рабочим колесом. В области малых производительностей вентиляторы №3 и №4 обеспечивают более высокое статическое давление по сравнению с серийным вентилятором №1, причем вентилятор №4 обеспечивает более высокое статическое давление во всем диапазоне производительностей по сравнению с вентилятором №3. Небольшое сжимание зоны работы вентиляторов №3 и №4 по сравнению с вентилятором №1 связано с тем, что лопатки рабочих колес в вентиляторах №3 и №4 выполнялись составными, т.е. предкрылки 9 накладывались на основной участок 6, и уменьшалась ширина межлопаточного канала на толщину предкрылка 9.From the graph Psν = F (Q) presented in Fig. 7, it follows that the channel fan No. 1 in the medium and high performance areas compared with fans No. 3 and No. 4 does not have significant advantages in terms of static pressure and is close to fan No. 4 with proposed impeller. In the area of low capacities, fans No. 3 and No. 4 provide higher static pressure compared to a serial fan No. 1, and fan No. 4 provides higher static pressure in the entire range of capacities compared to fan No. 3. A slight compression of the working area of fans No. 3 and No. 4 compared to fan No. 1 is due to the fact that the impeller blades in fans No. 3 and No. 4 were made composite, i.e.
Таким образом, выполнение боковой кромкой 11 лопатки 3 криволинейной с увеличивающимся местным радиусом по мере удаления от передней кромки 10 обеспечивает улучшение аэродинамических характеристик рабочего колеса.Thus, the execution of the
Сравнение акустических характеристик вентиляторов №1-4 в области максимальной производительности показано на фиг.8 и фиг.9 на графиках ΔL=F(f), где f, кГц - частота шума с логарифмической шкалой, ΔL, дБ - разница уровня звукового давления (шума) вентилятора L(f)B на заданной частоте f и максимального уровня звукового давления (шума) LЛ.В№1 серийного вентилятора №1 на лопаточной частоте (который является определяющим для шума вентилятора) колеса вентилятора №1: ΔL=L(f)B-LЛ.В№1. Чем больше модуль величины ΔL, тем ниже уровень шума, причем снижение уровня шума на ΔL=-6 дБ соответствует снижению шума в 2 раза, а при снижении шума на ΔL=-10 дБ уровень шума снижается в 3 раза по сравнению с максимальным уровнем шума вентилятора №1 на лопаточной частоте его рабочего колеса (соответствующем на графике на фиг.8, 9 ΔL=0 дБ), т.е. становится практически незаметным.A comparison of the acoustic characteristics of fans No. 1-4 in the region of maximum performance is shown in Fig. 8 and Fig. 9 in the graphs ΔL = F (f), where f, kHz is the noise frequency with a logarithmic scale, ΔL, dB is the difference in sound pressure level ( noise) of the fan L (f) B at a given frequency f and the maximum sound pressure (noise) level L. L. No. 1 of a serial fan No. 1 at the blade frequency (which is decisive for fan noise) of the fan wheel No. 1: ΔL = L ( f) B -L L. B # 1 . The larger the ΔL modulus, the lower the noise level, and a decrease in noise level by ΔL = -6 dB corresponds to a 2-fold noise reduction, and when reducing noise by ΔL = -10 dB, the noise level decreases by 3 times compared to the maximum noise level fan No. 1 at the blade frequency of its impeller (corresponding to the graph in Fig. 8, 9 ΔL = 0 dB), i.e. becomes almost invisible.
Сравнение снижения уровня шума серийного вентилятора №1 с вентиляторами №2 и №3, представленное на фиг.8, показывает, что вентилятор №2 имеет более низкий уровень шума по сравнению с вентилятором №1, а вентилятор №3 - более низкий уровень шума по сравнению с вентилятором №2. Очевидно, что снижение уровня шума достигнуто за счет соблюдения условия углового межлопаточного шага t и условия перпендикулярности передней кромки. Также очевидно, что снижение уровня шума вентилятора №3 по сравнению с вентилятором №2 достигается за счет расположения боковой кромки 17 под острым углом к передней кромке 10 предкрылка 9.The comparison of noise reduction of serial fan No. 1 with fans No. 2 and No. 3 shown in Fig. 8 shows that fan No. 2 has a lower noise level compared to fan No. 1, and fan No. 3 has a lower noise level by compared to fan number 2. It is obvious that the reduction in the noise level was achieved by observing the condition of the angular interscapular pitch t and the condition of perpendicularity of the leading edge. It is also obvious that the reduction in the noise level of fan No. 3 in comparison with fan No. 2 is achieved by arranging the
Представленное на фиг.9 сравнение акустических характеристик вентилятора №4 с предлагаемым в изобретении рабочим колесом и серийного вентилятора №1 показывает, что шум вентилятора №4 заметно ниже.The comparison of the acoustic characteristics of fan No. 4 with the impeller and serial fan No. 1 of the invention shown in FIG. 9 shows that the noise of fan No. 4 is noticeably lower.
Измерение уровней шума на выходе вентиляторов №1 и №4, представленное на фиг.10 на графике ΔL=F(f), показали, что благодаря улучшению аэродинамики межлопаточных каналов колеса с лопатками 3 с предкрылками 9 происходит также снижение уровней шума и на выходе из рабочего колеса.The measurement of noise levels at the output of fans No. 1 and No. 4, presented in Fig. 10 in the graph ΔL = F (f), showed that due to the improved aerodynamics of the interscapular channels of the wheel with vanes 3 with
Достижение технического результата по снижению шума и аэродинамике было подтверждено также при выполнении рабочих колес и лопаток, представленных в данном изобретении, на вентиляторах с рабочими колесами других диаметров, в частности на вентиляторе №6, 3, геометрические характеристики которого приведены в Каталоге [3].The achievement of the technical result in noise reduction and aerodynamics was also confirmed by the execution of the impellers and blades presented in this invention on fans with impellers of other diameters, in particular on fan No. 6, 3, the geometric characteristics of which are given in the Catalog [3].
Таким образом, выполнение лопаток 3 с соблюдением условий углового межлопаточного шага и перпендикулярности передних кромок 10 предкрылков обеспечивает снижение уровня шума (фиг.8-10) рабочего колеса, что подтверждает существенность данных признаков для достижения рабочим колесом технического результата по снижению шума. Выполнение лопатки с переменным местным радиусом Rбк, увеличивающимся по мере удаления от передней кромки 10, обеспечивает снижение уровня шума и повышение аэродинамических характеристик рабочего колеса (фиг.7), что подтверждает существенность признаков предлагаемой лопатки рабочего колеса.Thus, the implementation of the blades 3 in compliance with the conditions of the angular interscapular pitch and the perpendicularity of the leading edges of the
Уровень раскрытия группы изобретений достаточен для реализации радиального рабочего колеса и его лопаток как при разработке, так и при изготовлении лопаток и радиальных рабочих колес.The level of disclosure of the group of inventions is sufficient for the realization of a radial impeller and its blades both in the development and in the manufacture of blades and radial impellers.
Claims (12)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006103511/06A RU2310774C1 (en) | 2006-02-08 | 2006-02-08 | Radial impeller and impeller blades |
| EP07747807.1A EP1990545A4 (en) | 2006-02-08 | 2007-02-07 | Radial- flow impeller (variants), a blade therefor and a tube axial fan provided therewith |
| PCT/RU2007/000061 WO2007091923A1 (en) | 2006-02-08 | 2007-02-07 | Radial- flow impeller (variants), a blade therefor and a tube axial fan provided therewith |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006103511/06A RU2310774C1 (en) | 2006-02-08 | 2006-02-08 | Radial impeller and impeller blades |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2310774C1 true RU2310774C1 (en) | 2007-11-20 |
Family
ID=38959456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006103511/06A RU2310774C1 (en) | 2006-02-08 | 2006-02-08 | Radial impeller and impeller blades |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2310774C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2694693C2 (en) * | 2014-06-06 | 2019-07-16 | Сафран Эркрафт Энджинз | Method of determining dimensional parameters of gas turbine engine |
-
2006
- 2006-02-08 RU RU2006103511/06A patent/RU2310774C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2694693C2 (en) * | 2014-06-06 | 2019-07-16 | Сафран Эркрафт Энджинз | Method of determining dimensional parameters of gas turbine engine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2623795B1 (en) | Centrifugal compressor diffuser | |
| JP5316365B2 (en) | Turbo fluid machine | |
| US10125773B2 (en) | Centrifugal fluid machine | |
| CN103314218B (en) | Centrifugal turbomachine | |
| US20100266428A1 (en) | Propeller fan | |
| US20070201982A1 (en) | Ventilator and ventilator blade | |
| US20120189454A1 (en) | Impeller of centrifugal compressor | |
| CN104641121A (en) | Propeller fan and air conditioner equipped with same | |
| JP2008115855A (en) | Variable stator vane assembly and gas turbine engine compressor | |
| KR20050046000A (en) | A centrifugal fan impeller with blades inclined relative to the axis of rotation | |
| EP3473860B1 (en) | Impeller and axial blower | |
| CN111577655B (en) | Blade and axial flow impeller using same | |
| US20050163610A1 (en) | Diffuser for centrifugal compressor and method of producing the same | |
| WO2007091923A1 (en) | Radial- flow impeller (variants), a blade therefor and a tube axial fan provided therewith | |
| RU2310774C1 (en) | Radial impeller and impeller blades | |
| RU2429386C2 (en) | Fan unit with free radial wheel rotor | |
| JP2004044473A (en) | Impeller and centrifugal compressor | |
| RU2617636C1 (en) | Impeller of radial-blade fan | |
| RU2429385C1 (en) | Radial wheel rotor | |
| EP4317702A1 (en) | Centrifugal fan blade, fan and air conditioning system | |
| RU2330189C1 (en) | Radial impeller and air duct fan with the said impeller | |
| CN215762421U (en) | Centrifugal fan blade, fan and air conditioning system comprising same | |
| CN215830796U (en) | Backward centrifugal wind wheel, centrifugal fan and air conditioner | |
| JP6746943B2 (en) | Centrifugal compressor impeller | |
| JP6134407B2 (en) | Centrifugal fan |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130209 |