RU2763630C1 - Малошумная лопасть рабочего колеса осевого вентилятора - Google Patents
Малошумная лопасть рабочего колеса осевого вентилятора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2763630C1 RU2763630C1 RU2021109936A RU2021109936A RU2763630C1 RU 2763630 C1 RU2763630 C1 RU 2763630C1 RU 2021109936 A RU2021109936 A RU 2021109936A RU 2021109936 A RU2021109936 A RU 2021109936A RU 2763630 C1 RU2763630 C1 RU 2763630C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blade
- working
- trailing edge
- ribs
- axis
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
- F04D29/38—Blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
Abstract
Изобретение относится к вентиляторостроению и может быть использовано преимущественно для промышленных осевых вентиляторов и градирен с низким уровнем так называемого «вихревого шума». Лопасть имеет аэродинамический профиль, содержит корневую и концевую части, рабочую и нерабочую поверхности, криволинейные переднюю и заднюю кромки, при этом на задней кромке выполнены выемки. Отличается тем, что на верхней половине рабочей и нерабочей поверхностей лопасти, начиная от оси профилей, выполнен ряд противосрывных ребер, выступающих за заднюю кромку на угол от 5 до 15 градусов относительно хорды, соединяющей крайние точки корневой и периферийной частей задней кромки лопасти, при этом ребра расположены по радиусу из оси вращения рабочего колеса. Новый технический результат, достигаемый изобретением, заключается в стабилизации течения воздушного потока вдоль профиля лопасти по всей ее длине, обеспечивающей снижение шума при работе осевого вентилятора за счет исключения срыва потока и дробления турбулентного потока за лопастью на мелкие завихрения. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к вентиляторостроению и может быть использовано преимущественно для промышленных осевых вентиляторов и градирен с низким уровнем, так называемого, «вихревого шума».
Вихревой шум возникает в результате того, что воздух покидает задние кромки лопастей во время работы вентилятора в форме вихрей или завихрений. Известно, что во многих вентиляторах, из-за характеристик самого вентилятора, вихревой шум может иметь такую частоту или интенсивность, что он не требует особого внимания или маскируется другими шумами вентилятора. Там, где вихревой шум является существенным фактором, до сих пор предлагалось минимизировать шум, делая поверхности лопастей, в частности, поверхности, прилегающие к задним краям лопастей, из пористого материала, предполагаемый эффект которого заключался в предотвращении или уменьшении создание вихревого потока воздуха, выходящего за край лопатки.
Известен осевой вентилятор, оснащенный множеством лопаток, наклоненных в плоскости вращения вентилятора (RU2208711, опубл. 20.07.2002) [1]. Каждая из этих лопаток имеет корневую и концевую части, при этом лопатки ограничены выпуклой кромкой и вогнутой кромкой и состоят из участков с аэродинамическими профилями. Угол установки лопаток постепенно и непрерывно уменьшается от корневой части к концевой и определяется, как текущий угол между плоскостью вращения и прямой линией, соединяющей переднюю кромку с задней кромкой аэродинамического профиля каждого участка лопатки. Проекция выпуклой кромки на плоскость вращения определяется параболическим сегментом.
Как следует из описания к RU2208711, данный вентилятор имеет разнообразное применение. Он может быть использован, например, для перемещения воздуха через теплообменник или радиатор в системе охлаждения автомобиля либо двигателя, подобного автомобильному двигателю, или для перемещения воздуха через теплообменник в системе обогрева кабины автомобиля, а также для перемещения воздуха в стационарных установках для кондиционирования и нагрева воздуха, находящихся внутри зданий.
Вентиляторы этого типа должны удовлетворять различным требованиям, включая низкий уровень шума, высокий коэффициент полезного действия, компактность, а также приемлемые значения напора (давления) и подачи. Однако в конструкции лопатки этого вентилятора отсутствуют активные средства погашения турбулентности воздушного потока за хвостовой кромкой лопасти, являющейся основной причиной шумообразования в осевом вентиляторе при его работе, особенно на нерасчетном режиме эксплуатации.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является лопасть рабочего колеса вентилятора для перемещения текучей среды, например, воздуха, известная из US4089618, опубл. 16.05.1978 г. [2]. Этот вентилятор имеет аэродинамическую лопасть с относительно узкой корневой и широкой концевой частями, криволинейные переднюю и заднюю кромки, причем по всей длине задней кромки выполнены V или U - образные выемки (зубцы).
В этом вентиляторе снижается шум, имеющий высокую слышимую частоту, возникающую из-за явления, возникающего на задних кромках лопастей, известного как отхождение вихрей. Для того, чтобы нарушить структуру вихрей, покидающих лопасть и вызывающих шум, и вызвать состояние турбулентности, края каждой лопасти надрезают. Турбулентность распределяет колебания давления, возникающие в результате движения лопастей в жидкости, в относительно широком диапазоне частот и снижает частоту раздражающего шума.
Однако решение проблемы шумообразования за счет разрушения турбулентных вихрей за задней кромкой лопасти является частичным решением проблемы, т.к. не решается задача стабилизации течения воздушного потока вдоль профиля лопасти, где, как известно, перетекание пограничного слоя от корневой части лопасти к концевой за счет центробежных сил во время вращения рабочего колеса, приводит в накоплению и срыву массы воздуха, и, как следствие, к появлению неустойчивых режимов работы вентилятора, сужающих область его эксплуатации, а также к дополнительному шумообразованию.
Задача настоящего изобретения заключается в разработке формы лопасти рабочего колеса осевых вентиляторов, снижающей вихревой шум и расширяющей область применения вентиляторов.
Для этого предложена малошумная лопасть рабочего колеса осевого вентилятора, имеющая аэродинамический профиль, содержащая корневую и концевую части, рабочую и нерабочую поверхности, криволинейные переднюю и заднюю кромки, при этом на задней кромке выполнены выемки. На верхней половине рабочей и нерабочей поверхностей лопасти, начиная от оси профилей, выполнен ряд противосрывных ребер, выступающих за заднюю кромку на угол от 5до 15градусов относительно хорды, соединяющей крайние точки корневой и концевой частей задней кромки лопасти, при этом ребра расположены по радиусу из оси вращения рабочего колеса.
Предлагаемая конструкция лопасти позволяет снижать шум при работе осевого вентилятора за счет исключения возможности перетекания пограничного слоя воздуха от корневой части лопасти к клнцевой, где при его накоплении происходит срыв с поверхности лопасти и появления турбулентности потока, вызывающего дополнительную шумовую гармонику, вибрацию лопасти, вызванную перепадами давления и появление неустойчивых режимов работы вентилятора, существенно снижающих надежность его работы и область эксплуатации.
Дополнительно и одновременно выемки на задней кромке в верхней части лопасти приводят к созданию разных по размерам в широком диапазоне частот вихрям в потоке сходящего с лопасти воздуха, что приводит к снижению интенсивности вихревого шума и в целом к благоприятным условиям обтекания лопасти воздушным потоком.
Новый технический результат, достигаемый изобретением, заключается в стабилизации течения воздушного потока вдоль профиля лопасти по всей ее длине, обеспечивающей снижение шума при работе осевого вентилятора за счет исключения срыва потока и дробления турбулентного потока за лопастью на мелкие завихрения.
Изобретение иллюстрируется рисунками, где на фиг. 1 и фиг. 2 изображена малошумная лопасть; на фиг. 3 – сечение лопасти А-А; на фиг.4 – сечение лопасти Б-Б.
Лопасть рабочего колеса вентилятора состоит из пера лопасти 1 и хвостовика 2. Перо лопасти имеет переднюю кромку 3, выполненную по радиусу Rп, заднюю кромку 4, с радиусом Rз, корневую часть 5 и концевую часть 6, выполненную по радиусу Rк от центра вращения рабочего колеса. Аэродинамический профиль лопасти (сечение А-А) ограничен рабочей поверхностью лопасти 7 и нерабочей поверхностью 8, симметричных относительно радиуса Rа. Малошумная лопасть имеет ось вращения 9 и ось расположения профилей 10.
На рабочей 7 и нерабочей 8 поверхностях лопасти выполнены противосрывные ребра 11, которые по радиусу Rk, R1 … Ri исходят из центра вращения рабочего колеса. Противосрывные ребра 11 начинаются от оси аэродинамических профилей 10 и выступают за заднюю кромку лопасти 4 на угол от 5 до 15 градусов относительно хорды, соединяющей крайние точки корневой и концевой частей задней кромки лопасти.
При этом задняя кромка 4 между противосрывными ребрами 11 имеет плавный переход по радиусу r к наружным частям противосрывных ребер 11. Противосрывные ребра 11 имеют аэродинамичесий профиль, симметричный радиусу Rа и по высоте не превышают 30 мм над уровнем поверхностей (рабочей/нерабочей) лопасти. Для обеспечений эффекта снижения шума достаточно выполнить на лопасти до пяти противосрывных ребер 11, равномерно расположенных в верхней части лопасти от ее середины до концевой части 6.
Предпочтительно, чтобы проекция противосрывных ребер имела аэродинамический профиль высотой не более 30 мм от рабочей и нерабочей поверхностей лопасти, что соответствует расчетной величине перетекающего по лопасти пограничного слоя.
То, что выемки на задней кромке лопасти расположены между противосрывными ребрами и выполнены с плавным закруглением к этим ребрам, приводит к дроблению вихрей сходящего воздушного потока, снижая их интенсивность и генерируемый шум.
Снижение шума при работе осевого вентилятора в предлагаемой конструкции лопасти достигается за счет исключения возможности перетекания пограничного слоя воздуха от корневой части лопасти к концевой и снижения турбулентности воздушного потока за задней кромкой лопасти вентилятора.
Claims (4)
1. Малошумная лопасть рабочего колеса осевого вентилятора, имеющая аэродинамический профиль, содержащая корневую и концевую части, рабочую и нерабочую поверхности, криволинейные переднюю и заднюю кромки, при этом на задней кромке выполнены выемки, отличающаяся тем, что на верхней половине рабочей и нерабочей поверхностей лопасти, начиная от оси профилей, выполнен ряд противосрывных ребер, выступающих за заднюю кромку на угол от 5 до 15 градусов относительно хорды, соединяющей крайние точки корневой и концевой частей задней кромки лопасти, при этом ребра расположены по радиусу из оси вращения рабочего колеса.
2. Лопасть по п.1, отличающаяся тем, что проекция противосрывных ребер имеет аэродинамический профиль высотой не более 30 мм от рабочей и нерабочей поверхностей лопасти.
3. Лопасть по п.1, отличающаяся тем, что на верхней половине рабочей и нерабочей поверхностей лопасти, начиная от оси профилей, выполнен ряд противосрывных ребер в количестве не более 5 штук с равномерным шагом от концевой части лопасти до ее середины.
4. Лопасть по п.1, отличающаяся тем, что выемки на задней кромке лопасти расположены между противосрывными ребрами и выполнены с плавным закруглением к этим ребрам.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021109936A RU2763630C1 (ru) | 2021-04-11 | 2021-04-11 | Малошумная лопасть рабочего колеса осевого вентилятора |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021109936A RU2763630C1 (ru) | 2021-04-11 | 2021-04-11 | Малошумная лопасть рабочего колеса осевого вентилятора |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2763630C1 true RU2763630C1 (ru) | 2021-12-30 |
Family
ID=80039987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021109936A RU2763630C1 (ru) | 2021-04-11 | 2021-04-11 | Малошумная лопасть рабочего колеса осевого вентилятора |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2763630C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4089618A (en) * | 1974-07-02 | 1978-05-16 | Rotron Incorporated | Fan with noise reduction |
RU2208711C2 (ru) * | 1998-03-23 | 2003-07-20 | Спал С.Р.Л. | Осевой вентилятор |
RU2208712C2 (ru) * | 1998-03-23 | 2003-07-20 | Спал С.Р.Л. | Осевой вентилятор |
RU2220329C2 (ru) * | 1999-12-06 | 2003-12-27 | Дженерал Электрик Компани | Изогнутая лопатка компрессора |
-
2021
- 2021-04-11 RU RU2021109936A patent/RU2763630C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4089618A (en) * | 1974-07-02 | 1978-05-16 | Rotron Incorporated | Fan with noise reduction |
RU2208711C2 (ru) * | 1998-03-23 | 2003-07-20 | Спал С.Р.Л. | Осевой вентилятор |
RU2208712C2 (ru) * | 1998-03-23 | 2003-07-20 | Спал С.Р.Л. | Осевой вентилятор |
RU2220329C2 (ru) * | 1999-12-06 | 2003-12-27 | Дженерал Электрик Компани | Изогнутая лопатка компрессора |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11506211B2 (en) | Counter-rotating fan | |
EP1337758B1 (en) | High-efficiency, inflow-adapted, axial-flow fan | |
EP0486544B1 (en) | High efficiency fan | |
US20080019826A1 (en) | Blower | |
CA2920277C (en) | Blade or vane arrangement for a gas turbine engine | |
CN111577655B (zh) | 叶片及使用其的轴流叶轮 | |
CN108180154B (zh) | 一种风扇波纹支架 | |
JP2006291735A (ja) | 送風機羽根車 | |
US20140044552A1 (en) | Blade for a rotary machine | |
KR100393993B1 (ko) | 축류팬 | |
US6402473B1 (en) | Centrifugal impeller with high blade camber | |
RU2763630C1 (ru) | Малошумная лопасть рабочего колеса осевого вентилятора | |
US20200032654A1 (en) | Blades Having S-Shaped Profile in the Flow Direction for Radial-Type Impellers | |
JPH08226518A (ja) | 車輌用トルクコンバータのステータ | |
JP4184565B2 (ja) | 蒸気タービンノズルおよびその蒸気タービンノズルを用いた蒸気タービン | |
JPH0925898A (ja) | 軸流ファン及びそれに用いるエアーセパレータ | |
JP3927887B2 (ja) | 軸流圧縮機の静翼 | |
CN111963478B (zh) | 一种用于离心风机的叶片、离心风机及吸油烟机 | |
CN216895054U (zh) | 轴流风叶、轴流风机及空调 | |
CN111577656B (zh) | 叶片及使用其的轴流叶轮 | |
CN213574810U (zh) | 离心叶轮 | |
KR20140119488A (ko) | 축류팬 | |
CN217029400U (zh) | 用于烟机的离心叶轮、烟机 | |
JP2005133642A (ja) | 熱交換器冷却用軸流ファン | |
JPH04292502A (ja) | 軸流タービンの静翼 |