新型叶轮叶片的轴流风机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108757520A(43)申请公布日2018.11.06(21)申请号201810622515.3F04D29/66(2006.01)(22)申请日2018.06.15G06F17/50(2006.01)(71)申请人浙江理工大学上虞工业技术研究院有限公司地址312399浙江省绍兴市上虞区百官街道财富广场10号楼五楼申请人浙江理工大学(72)发明人窦华书毛涵韬丁炜魏义坤张炜杨徽程德磊(74)专利代理机构杭州君度专利代理事务所(特殊普通合伙)33240代理人黄前泽(51)Int.Cl.F04D25/08(2006.01)F04D29/32(2006.01)权利要求书4页说明书9页附图4页(54)发明名称新型叶轮叶片的轴流风机(57)摘要本发明公开了新型叶轮叶片的轴流风机。现有轴流风机很难进一步结构优化来提升性能。本发明的叶轮结构为将SDF-11.2型号风机叶轮的叶片上六个截面的截面安装角分别设计成βA-A、βA-B、βA-C、βA-D、βA-E、βA-F后的结构，βA-A＝49.37°，βA-B＝47.05°，βA-C＝41.15°，βA-D＝38.57°，βA-E＝44.66°，βA-F＝42.65°；截面A为叶片与轮毂的相交面，截面F为叶顶截面，截面B、C、D、E分别为与截面A距离20％、40％、60％、80％的叶片位置处。本发明通过改变SDF-11.2型号风机的6个截面安装角，大大提高叶轮气动性能。CN108757520ACN108757520A权利要求书1/4页1.新型叶轮叶片的轴流风机，包括叶轮、导叶、外筒、内筒、电机、轴套和网罩；所述的外筒、导叶和内筒通过焊接固连在一起；电机的底座固定在内筒上，叶轮通过轴套固定在电机的输出轴上；网罩固定在外筒上；其特征在于：叶轮结构为将SDF-11.2型号风机叶轮的叶片上六个截面的截面安装角分别设计成βA-A、βA-B、βA-C、βA-D、βA-E、βA-F后的结构，其中，βA-A、βA-B、βA-C、βA-D、βA-E、βA-F分别代表截面A、B、C、D、E、F的截面安装角，βA-A＝49.37°，βA-B＝47.05°，βA-C＝41.15°，βA-D＝38.57°，βA-E＝44.66°，βA-F＝42.65°；六个截面中，截面A为叶片与轮毂的相交面，截面F为叶顶截面，截面B、C、D、E分别为与截面A距离20％、40％、60％、80％的叶片位置处；其中，叶轮叶片的优化设计过程具体如下：步骤一、引入六个影响因素，即六个截面，六个截面均匀分布在原始叶片上，其中，截面A为原始叶片与轮毂的相交面，截面F为叶顶截面，截面B、C、D、E分别为与截面A距离20％、40％、60％、80％的叶片位置处；截面A、B、C、D、E、F的截面安装角分别定义为βA-A、βA-B、βA-C、βA-D、βA-E、βA-F；每个因素取五个水平，分别在原始叶片的基础上变化-10％、-5％、0％、+5％、+10％，表1为具体的因素水平表，水平1表示叶片截面安装角在原始叶片的基础上减小10％，水平2表示截面安装角减小5％，水平3表示截面安装角与原始叶片一致，水平4表示截面安装角增大5％，水平5表示截面安装角增大10％；由于是6因素5水平的正交试验，所以选6取L25(5)的正交表进行正交优化，做25组试验，优化目标是全压和效率；具体试验组合见表2中试验方案及数值模拟结果；表1因素水平表2试验方案及数值模拟结果2CN108757520A权利要求书2/4页步骤二、进行全压极差分析，具体如下：如表3所示，设定均值1、2、3、4和5分别表示每个因素包含水平1、水平2、水平3、水平4和水平5的五组试验全压之和的平均值，某因素下某水平全压之和的均值越大表示越利于提高全压；极差表示每个因素在各水平均值中最大值减去最小值的差值；从极差中看出RE>RF>RB>RA>RD>RC，RE、RF、RB、RA、RD、RC分别代表βA-E、βA-F、βA-B、βA-A、βA-D、βA-C对应的极差，Rmax代表RE、RF、RB、RA、RD、RC中的最大值，将叶片各截面安装角按照对全压影响的主次顺序进行排列得：βA-E、βA-F、βA-B、βA-A、βA-D、βA-C，从而得出最能提高全压的组合是A1、B2、C3、D5、E5、F5；A1代表截面A在水平1的截面安装角，B2代表截面B在水平2的截面安装角、C3代表截面C在水平3的截面安装角、D5代表截面D在水平5的截面安装角、E5代表截面E在水平5的截面安装角、F5代表截面F在水平5的截面安装角；表3全压极差分析3CN108757520A权利要求书3/4页步骤三、进行效率极差分析，具体如下：如表4所示，设定均值1’、2’、3