[发明专利]一种多翼离心风机翼型叶片叶轮快速设计方法

说明书

本发明公开了一种多翼离心风机翼型叶片叶轮快速设计方法，属于家电技术领域。该方法包括确定翼型中弧线方程：选择原始叶片的中弧线作为翼型中弧线，获取该翼型中弧线方程；确定翼型的厚度分布方程：确定翼型中弧线上每个点垂直于切线方向的斜线与横坐标的夹角θ；确定缩放系数；确定翼型中弧线上每一点对应的翼型厚度；根据翼型中弧线上每个点的厚度和夹角θ，计算出翼型叶片上下翼面的坐标，将坐标连接起来得到翼型叶片；由单个翼型叶片沿叶轮旋转中心圆周阵列，获得翼型叶轮模型。本发明的设计方法直接在原始叶片中弧线上添加不同翼型，保留了原始叶片的进出口安装角，可直接生成叶轮，提高了翼型叶片叶轮的设计效率和准确性。

技术领域

本发明涉及家电技术领域，具体涉及一种多翼离心风机翼型叶片叶轮快速设计方法。

背景技术

多翼离心风机由于其整体尺寸小、压力系数高、流量系数大等特点，被广泛运用于空调，吸油烟机等领域，但其也存在内部流动损失大，效率低和噪声大等问题。多翼离心风机主要由蜗壳，叶轮和集流器组成，叶轮作为主要动力部件对其气动性能和噪声有着很大的影响。

多翼离心风机叶片常为单圆弧或双圆弧等厚叶片，有着叶片进口冲击大，叶间流道流动分离严重的问题。近年来，利用翼型分流效果好、冲击损失低、流动不易分离等特点，将仿生翼型或航空翼型应用在多翼离心风机叶片设计中变得越来越普遍。

目前翼型设计常用方法有手工建模和利用计算机软件建模，采用手工建模方法，如果取点过少，会导致翼型叶片不能光滑过渡，与原始翼型相差甚远，而如果取更多的点，由于是人工建模，会耗费大量的时间且极易出错，导致设计效率过低；借助计算机软件建模的方法相对于手工建模更高效，但是目前现有借助计算机软件建模的方法都是先设计翼型叶片，然后将叶片按照设计的进出口安装角装配在叶轮中，无法在生成翼型叶片的同时完成叶轮设计。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种多翼离心风机翼型叶片叶轮快速设计方法。

本发明提供了一种多翼离心风机翼型叶片叶轮快速设计方法，包括以下步骤：

确定翼型叶片的翼型中弧线方程：选择原始叶片的中弧线作为翼型中弧线，且该翼型中弧线的摆放位置与实际叶轮保持一致，拟合获取该翼型中弧线方程；

确定所选用的翼型的厚度分布方程：

确定翼型中弧线上每个点垂直于切线方向的斜线与横坐标的夹角θ；

根据原始叶片中弧线弧长和所选用的翼型中弧线的长度关系得到缩放系数；从翼型叶片前缘到尾缘根据缩放关系和厚度分布方程确定翼型中弧线上每一点对应的翼型厚度；

根据上述得到的翼型中弧线上每个点的厚度和夹角θ，计算出翼型叶片上翼面和下翼面的坐标，将坐标连接起来得到翼型叶片；

由单个翼型叶片沿叶轮旋转中心圆周阵列，获得翼型叶轮模型。

较佳地，翼型中弧线方程的确定方法具体如下：在翼型中弧线上取若干点，得到点的坐标，根据点的坐标利用最小二乘法对中弧线进行非线性曲线拟合获得翼型中弧线方程。

较佳地，翼型的厚度分布方程的确定方法具体如下：确定翼型叶片上翼面以及下翼面与翼型中弧线的关系，利用最小二乘法对其进行非线性曲线拟合，得到翼型的厚度分布方程。

较佳地，翼型中弧线上每个点垂直于切线方向的斜线与横坐标的夹角θ的确定方法具体如下：对翼型中弧线方程求导，得到翼型中弧线上每个点的切线方向，计算翼型中弧线上每个点垂直于切线方向的斜线的斜率，继而由三角函数关系式求出该斜线与横坐标的夹角θ。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：