[发明专利]一种蜗壳风轮风道系统的设计方法及其结构

说明书

本发明公开了一种蜗壳风轮风道系统的设计方法及其结构，包括蜗壳风道的设计：根据理论的设计风量Q_n计算蜗壳风道的开度其中B为蜗壳的高度，C_v为理论的风速，取值范围为16‑17m/s；以叶轮中心为圆心、边长a＝γ/6作正六边形；以正六边形的6个顶点为起点、分别与正六边形的6条边成100度角、以R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆为长绘制6条线段；根据6条线段的终点绘制样条曲线形成蜗壳曲线的内壁面。本发明所设计的蜗壳风道，在大风量大风压的风轮风道系统中，能够精确抓取合理的阿基米德螺旋线轨迹点，在不降低气动性能的前提下实现低载荷运行。

技术领域

本发明涉及风轮风道系统领域，特别是指一种蜗壳风轮风道系统的设计方法及其结构。

背景技术

常规的蜗壳风道曲线主要是阿基米德螺旋线，通过阿基米德螺旋线风道实现气流势能的收集。阿基米德螺旋线的轨迹参数对风轮风道系统性能影响较大，不合理的阿基米德螺旋线的设计参数会造成负载过大、异音或者风压不足、回流、气流自循环等问题，这些问题在大风量大风压的风轮风道系统上尤为明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蜗壳风轮风道系统的设计方法及其结构，针对大风量的风轮风道系统，能够精确抓取合理的阿基米德螺旋线轨迹点，在不降低气动性能的前提下实现低载荷运行。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种蜗壳风轮风道系统的设计方法，包括蜗壳风道的设计：根据理论的设计风量Q_n计算蜗壳风道的开度其中B为蜗壳的高度，C_v为理论的风速，取值范围为16-17m/s；以叶轮中心为圆心、边长a＝γ/6作正六边形；以正六边形的6个顶点为起点、分别与正六边形的6条边成100度角、以R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆为长绘制6条线段，其中R₁＝R_风轮+δ₁·a，δ₁＝1.2±0.3，R₂＝R_风轮+δ₂·a，δ₂＝3.0±0.3，R₃＝R_风轮+δ₃·a，δ₃＝3.2±0.3，R₄＝R_风轮+δ₄·a，δ₄＝4.6±0.3，R₅＝R_风轮+δ₅·a，δ₅＝5.9±0.3，R₆＝R_风轮+δ₆·a，δ₆＝7.8±0.3；根据6条线段的终点绘制样条曲线形成蜗壳曲线的内壁面。

所述的一种蜗壳风轮风道系统的设计方法，还包括离心扇叶叶型的设计：离心风叶的气动方程为P＝ω²·ρ·q_v(cos²α₂·r₂-cos²α₁·r₁)，其中P为输出功率，ω为转速，ρ为空气密度，q_v为风叶产生的流量，α₂为出风角，α₁为进风角，r₂为风叶的外径，r₁为风叶的内径。

所述进风角α₁的取值范围为84-90°。

所述出风角α₂的取值范围为42-50°。