具有亚临界叶型的离心式后向叶轮的制作方法

专利名称：具有亚临界叶型的离心式后向叶轮的制作方法技术领域：本实用新型涉及一种用于中、低压离心式鼓(引)风机上的离心式后向叶轮，尤指一种新型的具有亚临界叶型的离心式后向叶轮。目前工业用中、低压离心式鼓(引)风机中的后向叶轮，一般只带有直板叶片、园弧式叶片和飞机机翼型叶片等。实践已经证明，把带有直板式叶片和园弧形叶片的离心式后向叶轮，应用到工业中、低压鼓(引)风机上时，由于它们本身的气动性能差，使风机的效率大为降低(平均约50～60％)，噪声却大大增加，(一般A声级噪声LA大于90～95dB)，如Y5－48系列引风机等。带有飞机机翼型叶片的叶轮，虽然其气动性能良好，效率较高，噪声比直板式和园弧式叶片要小，但它加工困难，成本高，使用时，叶片易被烟气中的微粒击穿，因之失去动平衡而报废，使用寿命低。除上述各种叶片之外，性能更好的叶片外形及叶轮至今未见报导。本实用新型的目的是提供一种气动性能好的、加工容易、使用寿命长、供中低压离心式锅炉鼓(引)风机用的亚临界叶片离心式后向叶轮。本实用新型的技术方案为整个叶轮由叶片(1)，轮毂(2)，前盘(3)，后盘(4)(参见图1b)等组成，因为叶轮是风机的心藏，而叶轮中流道与叶片形状又是影响叶轮和风机气动性能的关键。假设进入叶轮流道的气体为理想气流，从而可以在无粘流的基础上建立气体运动和叶型之间的微分方程。由于气体带有粘性，气流在流道内叶片背风面某处会产生分离，在分离点(压力梯度为零)以后，气流离开叶片表面形成旋涡，这是造成风机低效、高噪的主要原因之一。要使气流在分离点以后仍能在叶片背风面附着表面流过，则必须改变分离点以后的叶片型面，使它与流线重合。同时，作为引风机，为了减小气体中含有不同质量微粒对叶片表面的摩擦、浸蚀和粘附作用，粒子最好是切于叶片表面流出，则方程中还应加进相切条件。一个叶片的形状要同时满足这两个条件，必须用一个协调方程来协调叶片型面。这就形成了一条由两条反向弯曲的二次曲线组成的叶型，改变不同的风机设计条件，叶片型线可为一组具有反向弯曲的二次曲线族，这两条反向弯曲的二次曲线之间，可以直接联接，也可通过一条直线过渡联接。根据此叶型的气动特性，本实用新型将之命名为亚临界叶型。以下结合附图详细说明其实施例。图1为亚临界叶型离心式后向叶轮的结构示意图。图1a为正视图，图1b为侧视图。图2为亚临界叶型离心式后向叶轮的一组叶片型线图。图3为亚临界叶型离心式后向叶轮的一组派生叶片平面与型线图。图4为具有亚临界叶型的离心式后向叶轮的引风机实测性能曲线图。图1a中箭头方向为叶轮旋转方向，R2为叶轮半径(为设计给定值)，进口安装角β1A＝10°～50°，出口安装角B2A＝20°～80°，叶片数为6～18片。图1b中的D1为叶轮进口直径，b1为叶片进口宽度，b2为叶片出口宽度，t为叶轮宽度，这些值均由给定的R2，全压P，流量Q及转速等已知参数计算出。图2a为正、反园弧线组合叶型，其中r1＝(0.8～2.0)R2，r2＝(0.25～0.75)R2。图2b为正园弧线一直线一反园弧线组合叶型，其中b＝(0～0.2)R2。图2c为正、反抛物线组合叶型，正抛物线曲率N1参照NACA翼型(4209～4721)上表面确定，反抛物线曲率N2参照NACA翼型(6206～6721)上表面确定。图2d为正抛物线一直线一反抛物线组合叶型。图2e为正园弧线、反抛物线组合叶型。图2f为正园弧线一直线一反抛物线组合叶型。图2g为正抛物线，反园弧线组合叶型。图2h为正抛物线一直线一反园弧线组合叶型。为了改善气流在叶轮进出口处的流动状况，减少冲击和旋涡损失，提高运转效率。亚临界叶型还能派生出以下几种图3a为亚临界叶型的叶面加宽型，加宽量△b＝(0～1／7)b2。图3b为亚临界叶型的叶面伸长型，伸长量△L＝(0～1／7.5)L，L为叶片型线的展开长度。图3c为亚临界叶型进口端加大曲率小园弧型，r′＝(1／8～1／2)b2。图3d为亚临界叶型进口端不等安装角气流予旋型，r＝(1／6～1／2)b2。图3e为亚临界叶型出口端带锯齿减噪型。叶片的加工可用模具冲压成型。图4中ψ为全压系数，φ为流量系数，LSA为比A声级噪声，ηin为内效率，Nin为内功率，从图中可看出，它的高效区很平坦，全压内效率ηin可大于80％，最低比A声级为13.8dB。因此，推广使用采用本实用新型技术的风机，不仅至少每年可为国家节省1／4的风机总耗电量，而且可大大降低噪声，产生不可估量的经济和社会效益。权利要求1.一种具有亚临界叶型的离心式后向叶轮，由叶片、轮毂、前盘、后盘等组成，其特征在于叶型是由两条反向弯曲的二次曲线组成，改变不同的风机设计条件，叶片型线可为一组具有反向弯曲的二次曲线族，这两条反向弯曲的二次曲线之间可以直接联接，也可通过一条直线过渡联接，叶片的进口安装角B1A=10°～50°，出口安装角B2A=20°～80°。2.根据权利要求1所述的离心式后向叶型，其特征在于所述的一组反向弯曲的二次曲线族包括正、反园弧线，正、反抛物线等，正园弧半径r1＝(0.8～2.0)R2，反园弧半径r2＝(0.25～0.75)R2，正抛物线曲率N1参照NACA翼型(4209～4721)上表面确定，反抛物线曲率N2参照NACA翼型(6206～6721)上表面确定，直线长度b＝(0～0.2)R2，R2为叶轮半径。3.根据权利要求1或2所述的离心式后向叶型，其特征在于所述叶片可派生成(1)叶面加宽加宽量△b＝(0～1／7)b2，(2)叶面伸长伸长量△L＝(0～1／7.5)L，L为叶片型线的展开长度，(3)进口端加大曲率小园弧，小园弧半径r′＝(1／8～1／2)b2，(4)进口端不等安装角气流予旋，予旋园弧半径r＝(1／5～1／2)b2，(5)出口端带锯齿，b2为叶片出口宽度。专利摘要本实用新型为一种中、低压锅炉鼓风机用的具有亚临界叶型的高效率，低噪声离心式后向叶轮。叶轮叶片的型面为一条互为反向弯曲的二次曲线型面，根据不同的风机设计条件，叶片型线可为一组反向弯曲的二次曲线族。采用这种叶轮制作的风机，全压内效率可大于80％，比A声级噪声小于22dB，至少每年可为国家节省1/4的风机总耗电量，且易于加工，使用寿命长，是目前国内同类风机中性能极优的机型。文档编号F04D29/30GK2073501SQ9021867公开日1991年3月20日 申请日期1990年8月31日 优先权日1990年8月31日发明者陈谟 申请人:陈谟