一种轴流风扇叶片的叶尖尾缘降噪结构

本发明专利属于叶轮机械设计，具体涉及为一种轴流风扇叶片的叶尖尾缘降噪结构。

背景技术：

0、技术背景

1、轴流风机通过旋转叶轮将气体沿轴线方向推动排出，广泛应用于工业、矿业、化工、建筑、船舶和高铁装备中，进行通风冷却。轴流风机的噪声一部分来自于风扇自身旋转产生的噪声，主要为风扇旋转切割气流产生的旋转噪声。同时，大型轴流风机为了保证工作时气流流动损失小，一般在风扇外侧增加一个风罩，导致风扇叶片叶尖涡和风罩内壁作用又形成了额外的间隙气动噪声。大多数轴流风机风扇叶片改型降噪措施更多考虑到风扇自身旋转切割气流产生的旋转噪声，对气流撞击风罩产生的间隙噪声关注较少，例如较为常用的叶片尾缘锯齿结构。本发明专利在风扇叶片的叶尖尾部添加尾缘降噪结构，通过减小轴流风机叶尖的气动损失，减弱叶尖涡强度，在不降低风扇静压效率的前提下，实现降噪目标。本发明专利尾缘降噪结构可以为叶轮叶片机械装置增效降噪提供了新的改型技术措施。

技术实现思路

1、本发明专利的目的在于提供一种轴流风扇叶片的叶尖尾缘降噪结构，通过抑制风扇叶尖涡和降低风罩作用下的间隙噪声，实现轴流风机降噪目标。

2、为实现上述目的，提供如下方案：一种轴流风扇叶片的叶尖尾缘降噪结构，包括风扇主体1、风扇叶片2以及尾缘降噪结构3，其特征在于：所述尾缘降噪结构3位于在风扇叶片2的叶尖尾部迎风面，且与风扇叶片2为一整体。

3、所述尾缘降噪结构3呈漏斗型设置，且前端4部分主体与风扇叶片2为一整体，并且后端5部分主体悬置在风扇叶片2后缘外，另外内侧引导线10与外侧引导线11沿着叶尖边缘走向延伸。

4、所述尾缘降噪结构3前、后端面呈半圆弧状，且前、后端面的弧面从前至后呈渐缩变化，超出翼型尾缘部分内侧弧面部分去除。

5、所述尾缘降噪结构3前端4宽度w＝1％～3％d，d为风扇叶片2直径；整体长度s＝7％～14％c，内侧结构宽度l＝3％～6％c，c为风扇叶片2叶尖弦长；尾缘降噪结构3内壁面7与外壁面6厚度t＝15％～20％h，h为风扇叶片2叶尖截面翼型面厚度；前端4截面半径r1＝6～10mm，后端5截面半径r2＝4～8mm，结构表面前、后缘两处拐角倒圆角半径r3＝1mm。所述尾缘降噪结构3底部与背风面平齐，且底部厚度t与风扇叶片尾缘厚度t一致。

6、与已有技术相比，本发明专利的有益效果是：

7、(1)本发明专利中的尾缘降噪结构，能够在不降低甚至提升风扇气动性能的前提下，降低风扇的整体噪声。尾缘降噪结构主要位于叶片叶尖尾缘处，能够有效引导叶尖尾流，抑制分离涡，减少叶尖泄漏气动损失，进而提升气动效率；同时通过减弱叶尖涡与风罩内壁、下游叶片的冲击扰动，实现降低叶尖间隙噪声的目标。

8、(2)本发明专利结构特征简单，制备工艺简单，安装方式简单，应用潜力大。

技术特征：

1.一种轴流风扇叶片的叶尖尾缘降噪结构，包括风扇主体(1)、风扇叶片(2)以及尾缘降噪结构(3)，其特征在于：所述尾缘降噪结构(3)位于在风扇叶片(2)的叶尖尾部迎风面，且与风扇叶片(2)为一整体。

2.根据权利要求1所述的一种轴流风扇叶片的叶尖尾缘降噪结构，其特征在于，所述尾缘降噪结构(3)呈漏斗型设置，且前端(4)部分主体与风扇叶片(2)为一整体，并且后端(5)部分主体悬置在风扇叶片(2)后缘外，另外内侧引导线(10)与外侧引导线(11)沿着叶尖边缘走向延伸。

3.根据权利要求1所述的一种轴流风扇叶片的叶尖尾缘降噪结构，其特征在于，所述尾缘降噪结构(3)前、后端呈半圆弧状，前、后端面的弧面从前至后呈渐缩变化，超出翼型尾缘部分内侧弧面部分去除。

4.根据权利要求1所述的一种轴流风扇叶片的叶尖尾缘降噪结构，其特征在于，所述尾缘降噪结构(3)前端(4)宽度w＝1％～3％d，d为风扇叶片(2)直径；整体长度s＝7％～14％c，内侧结构宽度l＝3％～6％c，c为风扇叶片(2)叶尖弦长；所述尾缘降噪结构(3)内壁面(7)与外壁面(6)厚度t＝15％～20％h，h为风扇叶片(2)叶尖截面翼型面厚度；前端(4)截面半径r1＝6～10mm，后端(5)截面半径r2＝4～8mm，结构表面前、后缘两处拐角倒圆角半径r3＝1mm；所述尾缘降噪结构(3)底部与背风面平齐，且底部厚度t与风扇叶片尾缘厚度t一致。

技术总结
本发明公开了一种轴流风扇叶片的叶尖尾缘降噪结构，包括风扇主体、风扇叶片以及尾缘降噪结构。所述尾缘降噪结构位于风扇叶片的叶尖尾缘处，且底部与风扇叶片尾缘背风面平齐，并且沿着叶尖边缘走向延伸。其中尾缘降噪结构前端部分主体与风扇叶片为一整体，后端部分主体悬置在风扇叶片后缘外，气流可以从尾缘降噪结构前后贯通的内腔流过；该风扇在旋转时，风扇叶片旋转挤压切割气流，产生了一定的旋转噪声，在风扇叶片旋转过程中，尾缘降噪结构可以引导风扇叶片叶尖尾流，抑制叶尖分离涡流动，减小了轴流风扇叶尖的气动损失，同时降低叶尖涡间隙噪声。

技术研发人员：张成春,李亿超,沈淳,赵龙武,孙潇伟,程文,吴正阳
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15