叶片倾斜角度对小型轴流风扇静特性的影响.pdf

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1、浙江理工大学学报(自然科学版)，第31卷，第1期，2014年1月JournalofZhejiangSci—TechUniversity(NaturalSciences)Vo1．31，No．1，Jan．2014文章编号：1673-3851(2014)01—0001_05叶片倾斜角度对小型轴流风扇静特性的影响吴泳敏，金英子，赵屹，朱立夫，李呋，孙哲(浙江理工大学机械与自动控制学院，杭9’I'I310018)摘要：采用叶片周向倾斜设计法，改变一直叶片小型轴流风扇叶型，得到不同周向倾斜角的小型轴流风扇，并对其内部流场进行定常流动的数值模拟，分析直叶片、前倾斜叶片、后倾斜叶片等风扇叶型对气动性

2、能的影响。模拟结果表明，采用叶片前缘倾斜设计可减弱附面层分离，改善风扇流动状况，从而达到提高风扇静压和效率的目的。关键词：轴流风扇；周向倾斜；气动性能；静压中图分类号：TH432．1文献标志码：A损失的机理以及静态和动态实验对采用弯曲叶片的0引言效果做了综合评述，对压气机采用弯曲叶片的科研叶片形状是影响小型轴流风扇性能的主要因进展，以及遇到的难点也作了概要的介绍。金永平素，因此针对风扇叶片的改型是优化小型轴流风扇等[6]应用响应面法(RSM)和三维流场分析对矿用性能的重要手段。为了提高风扇性能，风扇叶片常对旋式轴流通风机前后两级叶片弯掠参数进行优化采用弯、掠、扭、倾斜等设计。国内外学

3、者针对叶片设计。Lin等[7]提出一种设计轴流风扇的方法，即的各种变形设计开展了大量研究工作，取得了许多结合叶栅理论和反向设计的集成设计法。1wase有益的成果。杨波等l_1]对窄动叶片和常规直叶片进等]提出对初始和优化的风扇进行数值模拟以此提行了变工况气动性能的实验研究，研究表明相对于出了高效率风扇的主要因素。直叶片，前弯窄叶片不仅可以提高气动效率，而且扩叶片弯曲是国内外学者对于优化叶型的重要研大了风机的稳定工作范围。李杨等[2]对三种带有周究方向，但在小型轴流风扇上采用叶片弯曲来提高向弯曲叶片的低压轴流通风机(原型叶轮、周向前弯风扇性能的研究方法至今还比较少。本文通过数值及后弯叶

4、轮)的叶顶泄漏流动进行了研究，从压力场模拟方法研究周向倾斜叶片对微型轴流风扇性能的等不同角度分析探讨了叶片周向弯曲后，叶顶泄漏影响，从内部流动的详细结构中探索倾斜叶片的作流动和泄漏涡的形成和发展规律。Grimesr_3对小用机理与提高气动性能的因素，为提高风扇静压和尺寸风扇进行了研究，提出了小尺寸风扇的制造方效率提供参考。法和压力及效率的测试方法。唐涛等L4]研究动叶轮1计算模型和数值模拟方法的掠型对风扇性能的影响，研究表明前掠叶片增大了风扇的流量，降低了流动损失；后掠叶片风扇降低图1为叶片积叠线(加粗线条)与周向倾斜角度了气动性能，不仅使风扇的做功能力减少，而且大大示意图，倾斜角为

5、，与旋转方向相同的角度为前倾增加了流动损失。王仲奇等_5]对叶片弯曲降低能量斜，与之相反为后倾斜。收稿日期：2O13一O6—25基金项目：国家自然科学基金(51076144)，浙江省科技计划项目(2o11c16038，2oo9c130o6)作者简介：吴泳敏(1989一)，男，浙江湖州人，硕士研究生，主要从事流体机械及工程的研究。通信作者：金英子，E-mail：jin．yz@163．corn第1期吴泳敏等：叶片倾斜角度对小型轴流风扇静特性的影响I-3]GrimesrQDA．Theoreticalandexperimentalinvestiga—(10)：1754一l759．tionof

6、thescalingofmicrofanperformance[Cf／ASME[7]LinSC，Tsai，ML．AnintegratedstudyofthedesignInternationalMechanicalEngineeringCongressandEx—methodforsmal1axial—flowfansbasedontheairfo

7、1the—hibition．Washington：ASMEPress，2003：18．ory[J]．JournalofMechanicalEngineeringScience，[4]唐涛，杨爱玲，陈康明，等．掠叶型对小型轴流风扇2011，

8、225(4)：885—895．性能的影响[J]．流体机械，2008，36(2)：14—17．[8]1waseT，SugimuraK，TannoT．StudyonimprovementI-5]王仲奇，郑严．叶轮机械弯扭叶片的研究现状及发展offanefficiencyinsmallaxial-flowfans：2ndreport，in—趋势I-J]．中国工程科学，2000(6)：40—48．fluenceoftipleakagevortexonstaticp