轴流风机叶型优化

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1、轴流通风机的叶型优化和参数选择黄娇健叶增明/上海理工大学动力学院摘要：本文通过对T40、50A以及FAF20-14-1型轴流通风机在沿叶高方向，不同扭型的α值对其相应效率的影响进行比较，从而得出了最佳的α取值范围。从理论上对教科书上的α取值范围进行了验证。关键词：轴流式通风机叶型参数选择1   引言       通风机的级是由无穷多个基级所组成。在沿叶高方向上，任意半径上基元级的流动情况都是不一样的。但它们之间存在一定的内在联系，并且遵循一定的变化规律，当气流旋绕沿半径变化时，其压力也变化。       根据经验，轮毂比较大的轴流通风机，采用等环量的设计是

2、可以取得较好效果的。但轮毂比较小的风机，由于叶片较长，若按此设计，由于叶片沿半径方向上的旋扭比较大，制造不方便，性能也不是很好，所以一般采用沿叶高方向上的等环量来设计。        采用等环量设计时，一般使全压p沿叶高方向按椭圆曲线或者按指数规律变化。       本文将通过对T40、50A以及FAF20-14-1型的轴流通风机进行计算，来确定α的最优取值范围。2   数学模型的建立       对于无导叶轴流通风机，在进口方向上C1u=0。由于全压沿叶高方向是按指数变化，设3  试验模型的计算       为了找出一个较好的α值来，要将一些通风机的数据

3、代入公式，将不同α值时的损失分别求出，分别选择了3种风机来进行数据计算分析（见表1）计算结果如下： 4  试验数据比较        从图1～图3中可以看出，在只考虑风机流动损失和旋绕损失的情况下：       （1）随着轮毂比的增加,α的取值对效率的影响越来越小。而在FAF20-14-1中，α值对效率的影响要小得多。       （2）在上述3个模型中，可以看出最高效率点都出现在α=1的点附近。由于计算时将       （3）此外，当风机内的截面上出现压力梯度时，气体就会从压力高的位置流向压力低的位置，产生一个轴向流动。而这部分轴向流动在计算效率时应该可

4、以考虑。从理论上讲，当等环量叶型时，风机的这部分损失应该最小。也就是说，当α=-1时，压力梯度对效率的影响最小。当α值比-1越大，亦即压力梯度越大，压力梯度对风机的效率影响也越大。因此综合考虑这两方面的影响，效率最高点应该出现在（-1,1）之间。5   结论       经过对T40、50A2-12№12和FAF20-14-1三种轴流通风机沿叶高不同的扭型下，亦即       通过不同α值对效率影响的比较，可以得到如下结论：       （1）α的最佳取值范围是-1～1之间。当α取值离开这个范围后，效率会下降得比较快。       （2）随着轮毂比的减小,

5、α值的选择也变得越来越重要。大轮毂比的风机，由于叶片相对于风机来说比较短，因此α对效率的影响也就不大。