[实用新型]一种农用通风机弯掠叶片

说明书

技术领域

本实用新型属于农业机械技术领域，涉及一种农用通风机弯掠叶片。

背景技术

农用通风机广泛应用于设施农业，如日光温室和畜禽舍的环境通风。目前，市场上大部分农用通风机为上个世纪九十年研发的“DDZ”系列农用通风机，内部流动损失严重，风机能效比较低。因此改善农用通风机能效比，对提高农业通风效率和节能环保都有重要意义。

弯掠叶片除沿叶展方向的扭转外，在叶片的叶顶和叶根间还存在沿周向旋转方向上的倾斜(弯)和沿来流方向上的倾斜(掠)，是一种具有复杂三维空间结构的叶片。

目前，弯掠叶片已经广泛应用于叶轮机械，大量的实验研究和数值计算表明，合理的叶片弯掠能够改变叶片与气流作用力的径向分力，控制叶片表面压力梯度分布，减小流动损失，达到提高叶轮机械气动性能的目的。弯掠叶片的研究主要集中在叶顶和叶根区域的弯掠，而对整体叶高范围内的弯掠研究，即重心积叠线的具体形状论述不多，对于选取何种形式的重心积叠线以及如何控制重心积叠线尚未取得共识。而农用通风机轮毂比较小、叶片较长，在整个叶高上的弯掠形状控制值得探究。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种由基于二次Bezier曲线设计的重心积叠线控制叶片形状的农用通风机弯掠叶片。

为了实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

弯掠叶片的形状由基于二次Bezier曲线设计的重心积叠线控制。弯叶片控制曲线为重心积叠线在周向平面内的投影，位于x-y平面内，设计参数为弯角α、x方向控制参数k_x、y方向控制参数k_y。掠叶片控制曲线为重心积叠线在轴向平面内的旋转投影，位于r-z平面内，设计参数为掠角β、z方向控制参数k_z、r方向控制参数k_r。保持各截面几何参数不变，以截面重心为参考点，根据重心积叠线形状确定各截面弯掠位置。

一种农用通风机叶轮的弯掠叶片1，多个弯掠叶片1沿轮毂2的周向均匀径向设置构成叶轮，所述弯掠叶片1的叶片形状由基于二次Bezier曲线设计的重心积叠线控制，其中，

重心积叠线在周向平面内的投影为弯叶片控制曲线，位于x-y平面内，其控制方程为：

重心积叠线在轴向平面内的旋转投影为掠叶片控制曲线，位于r-z平面内，其控制方程为：

式中，

P_x为弯叶片控制曲线x方向坐标；

P_y为弯叶片控制曲线y方向坐标；

P_z为掠叶片控制曲线z方向坐标；

P_r为掠叶片控制曲线r方向坐标；

t为Bezier函数自变量；

R为叶轮半径；

r₀为叶根半径；

α为弯角；

β为掠角；

k_x为弯叶片控制曲线x方向控制参数；

k_y为弯叶片控制曲线y方向控制参数；

k_z为掠叶片控制曲线z方向控制参数；

k_r为掠叶片控制曲线r方向控制参数；

x方向和y方向分别为叶根重心弯角为0°时，圆柱坐标系转换为直角坐标系后的x方向和y方向；

z方向为轴向，r方向为径向。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的由基于二次Bezier曲线设计的重心积叠线控制叶片形状的农用通风机弯掠叶片相比常规农用通风机，具有更高的能效比，能效比提高了15％以上。

附图说明

图1a为本实用新型农用通风机弯叶片控制曲线设计图；

图1b为本实用新型农用通风机掠叶片控制曲线设计图；

图2为本实用新型一实施例的弯掠叶片示意图。

其中的附图标记为：

1 弯掠叶片

2 轮毂

3 截面

4 重心积叠线

P₀为叶根截面重心

P₁为叶顶截面重心

P₂为弯叶片形状控制点

P₃为掠叶片形状控制点

α为弯角

β为掠角

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型进行进一步说明。