一種非對稱可逆s型翼型設計的製作方法
2023-12-09 04:54:21
專利名稱：一種非對稱可逆s型翼型設計的製作方法
技術領域：
本發明屬於可逆風機翼型設計與製造技術領域，涉及到一種基於CFD數值模擬的非對稱雙頭雙機翼S型翼型設計，用該翼型設計的地鐵通風用可逆式軸流風機可在正轉和反轉工況下都具有相同或相近的良好的風機性能。
背景技術：
地鐵通風用風機主要承擔地鐵地下內部空間與外部自然空間的氣體交換工作，特別是在事故工況(含火災、堵塞等)下的排煙、補充新風等。這就要求風機能夠實現正反向送風，這種風機稱為可逆風機，其翼型稱為可逆翼型。可逆風機與普通通風機的顯著不同之處就在於它不僅要保證正向通風的性能，同時還要確保能夠滿足事故工況下反向通風的要求，正轉和反轉工況下具有相同或相近的良好的風機性能，即正反轉送風的風量Q和全壓P 大小要基本一致，這就需要採用專門的翼型才能達成。目前國內外研究和應用較廣泛的翼型為完全對稱S型翼型，此種翼型的特點是翼型的中弧線呈S型，且沿弦長中心反向完全對稱。該種翼型效率較低。而本發明通過數值分析與對比幾種非對稱翼型的風機流場及性能，最終獲得能在設計工況下正反兩個方向流動性能都相對較優的非對稱S型翼型。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是為可逆風機提供一種非對稱S型翼型設計，該翼型可保證風機在設計工況下，正反兩個方向流動均能達到較高效率及合理的流場分布。本發明的技術方案如下( I)選擇一種原始翼型，將厚度大的一側作為前緣，其最左邊點位於坐標原點(0，
0)上；厚度小的一側作為尾緣，翼型整體弦長為I。(2)將原始翼型的整體縮小為原來的0. 6倍，縮小後的翼型沿X軸鏡像，再沿Y軸鏡像。將所得的翼型尾緣接到原始翼型尾緣的出口圓弧上，疊加後翼型整體弦長大於I。(3)進行倒角光滑處理，以(I. 1,3. 11)為圓心，以3. 09為半徑畫圓弧，與翼型型線的上半部分相交,去掉多餘的線後構成翼型的上半部分型線；同理，以(0.87，-2. 58)為圓心，以2. 57為半徑畫圓弧，與翼型型線的下半部分相交，去掉多餘的線構成的翼型的下半部分型線，非對稱可逆S型翼型基本完成；將所得的非對稱S型翼型按比例縮小為與原始翼型等弦長，弦長為1，非對稱可逆S型翼型完成。 本發明的效果和益處是採用原始翼型的可逆風機反向通風時的效率與正向通風相比下降了 28. 2%，無法達到可逆風機反風性能要求，而最優的非對稱S型翼型的風機正向效率較原翼型僅相比下降了 3. 283%，但反向效率卻相對提高了 19. 227%，正反向效率相差不到6%，可以很好的滿足可逆風機要求，且正反向效率均達到80%以上，很好的提升了風機的性能。
圖I是本發明所採用的原始翼型。圖2是本發明所設計的非對稱S型翼型。圖3是本發明所設計的葉輪的實體圖。
具體實施例方式實施例I可逆翼型採用原始的NACA2412翼型，如圖I所示。 厚度較大的為前緣，在左側，其最左邊點位於坐標原點(0，0)上；厚度較小的為尾緣，翼型整體弦長為I。將原始翼型整體相似縮小為原來的0.6倍。將相似縮小後的翼型沿X軸鏡像，再沿Y軸鏡像，此時翼型厚度較小的尾緣位於左邊，厚度較大的前緣位於右邊。將所得的翼型的尾緣接到原始翼型的尾緣的出口圓弧上，翼型整體弦長大於I。然後進行倒角光滑處理，以(I. 1，3. 11)為圓心，以3. 09為半徑畫圓弧，與翼型型線的上半部分相交，去掉多餘的線後構成翼型的上半部分型線；同理，以(0. 87，-2. 58)為圓心，以2. 57為半徑畫圓弧，與翼型型線的下半部分相交，去掉多餘的線構成的翼型的下半部分型線，非對稱可逆S型翼型基本完成。將所得的非對稱S型翼型按比例縮小為與原始翼型等弦長，弦長為1，非對稱可逆S型翼型完成。實施例2如圖3所示，採用三維造型軟體生成風機葉輪的三維實體圖。用該翼型為母型設計的通風用可逆風機的葉輪葉片數目為8,輪轂比d為0. 4,轉速為IOOOn/ (i^mirT1),平均弦長b為0.342m，輪轂處安裝角67°，外徑處安裝角PtA為57°。採用NUMECA等數值模擬軟體進行數值模擬，對所設計的5種非對稱S型翼型風機進行正反向三維定常流場分析。計算進口給定總溫293K，總壓101300pa，出口給定質量流量170kg/s。
權利要求
1.一種基於CFD數值模擬設計的新型不對稱雙頭雙機翼S型翼型，其特徵是先選用一種翼型作為原始翼型，以其為母型設計出四種等弦長反接比例不同的非對稱雙頭雙機翼S型翼型。以反接0.6倍弦長的非對稱S型翼型為例，具體設計方法為將原始翼型整體相似縮小為原來的0.6倍，反向旋轉180°後接到原始翼型的出口圓弧上，然後進行倒角光滑處理，以保證翼型型線過渡光順流暢。最後在保證強度的前提上再將所得翼型按比例縮小為與原始翼型等弦長。其他反接比例的翼型同理可得。
全文摘要
一種非對稱可逆S型翼型設計。本發明屬於可逆風機翼型設計與製造技術領域，涉及到一種基於CFD數值模擬的不對稱雙頭雙機翼S型翼型設計，用該翼型設計的地鐵通風用可逆式軸流風機可在正轉和反轉工況下都具有相同或相近的良好的風機性能。本發明的效果和益處是採用原始翼型的可逆風機反向通風時的效率與正向通風相比下降了28.2%，無法達到可逆風機反風性能要求，而最優的非對稱S型翼型的風機正向效率較原翼型僅相比下降了3.283%，但反向效率卻相對提高了19.227%，正反向效率相差不到6%，可以很好的滿足可逆風機要求，且正反向效率均達到80%以上，很好的提升了風機的性能。
文檔編號F04D29/38GK102720701SQ20121023740
公開日2012年10月10日 申請日期2012年7月10日 優先權日2012年7月10日
發明者關亮, 張星, 沈飛, 謝蓉, 趙銳, 高博 申請人:大連理工大學