一種風(fēng)扇用高性能翼型的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及一種風(fēng)扇用高性能翼型，具體涉及針對低轉(zhuǎn)速風(fēng)扇，工作雷諾數(shù)低 (一般小于1〇 6)的實際工況而設(shè)計的翼型。
【背景技術(shù)】：
[0002] 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，低轉(zhuǎn)速風(fēng)扇在居民生活與工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛， 如吊扇、空調(diào)風(fēng)扇、冷卻風(fēng)扇等。然而傳統(tǒng)的低轉(zhuǎn)速風(fēng)扇的葉片翼型已經(jīng)越來越不適應(yīng)人們 追求高效率、節(jié)能以及低噪音的要求。
[0003] 風(fēng)扇葉片是決定風(fēng)扇性能的主要部件，而葉片的剖面形狀（翼型）又是決定風(fēng)扇 葉片性能的關(guān)鍵。現(xiàn)有資料文獻(xiàn)中已有多種翼型，其中最先進(jìn)的翼型莫過于航空工業(yè)中使 用的飛機機翼翼型，其它工業(yè)領(lǐng)域一般采用現(xiàn)有的航空翼型，而對翼型的研究投入很少。但 由于使用條件的差異，主要是雷諾數(shù)等方面的差異（航空用翼型工作雷諾數(shù)一般大于1〇 6)， 故采用現(xiàn)有航空翼型做風(fēng)扇葉片剖面形狀，并不能充分發(fā)揮翼型最佳作用，同時由于加工 成本高等原因，航空翼型在小尺寸低轉(zhuǎn)速風(fēng)扇葉片上的應(yīng)用并不廣泛。對吊扇、空調(diào)風(fēng)扇等 低轉(zhuǎn)速風(fēng)扇，為了簡化制造加工工藝，降低生產(chǎn)成本，往往選用已有航空翼型或平板翼型， 而不是針對具體實際工況來設(shè)計翼型。低轉(zhuǎn)速風(fēng)扇所使用的現(xiàn)有翼型與實際工況匹配性不 好，限制了風(fēng)扇效率的提高，一定程度上造成了資源的浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0004] 本發(fā)明針對現(xiàn)有的低轉(zhuǎn)速風(fēng)扇葉片所使用的翼型與實際工況匹配性不佳的情況， 提供一種高性能的風(fēng)扇用翼型，能夠很好的匹配低轉(zhuǎn)速風(fēng)扇工作雷諾數(shù)小的特殊工況，并 且在應(yīng)用到實際風(fēng)扇葉片上以后，能夠顯著地提高風(fēng)扇效率，降低風(fēng)扇噪聲。
[0005] 為實現(xiàn)以上技術(shù)目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0006] 本發(fā)明從機翼翼型研究出發(fā)，開發(fā)高性能等厚板翼型。首先結(jié)合低轉(zhuǎn)速風(fēng)扇的使 用工況，采用航空工業(yè)的氣動分析技術(shù)，設(shè)計出與風(fēng)扇實際工況匹配良好的高性能的風(fēng)扇 專用翼型（非航空翼型或等厚板翼型）。由于翼型的主要性能很大程度上取決于其上、下表 面或中弧線的形狀，尤其是低速翼型。因此經(jīng)過理論分析、數(shù)值模擬、實驗驗證以及風(fēng)扇實 際應(yīng)用，設(shè)計出一種風(fēng)扇用高性能翼型。
[0007] 基于上述的設(shè)計方法，本發(fā)明提供一種高性能的風(fēng)扇專用翼型，命名為 SXAIRF0IL-1，具體說明如下：
[0008] 翼型的最大彎度f與弦長C之比f/C=8. 58%，最大彎度位置為Xf/C=65%。
[0009] 翼型的最大厚度t與弦長C之比t/C=9. 68%，最大厚度位置為Xt/C=20%。
[0010] 前緣半徑：4.6。
[0011] 定義弦長為1〇〇時，翼型上表面的方程為：
[0012] y= 0· 003+0. 941χ-3· 335χ2+5· 708χ3-4· 590χ4+1· 275x5
[0013] 定義弦長為100時，翼型下表面的方程為：
[0014]y=-0· 001-0. 729χ+8· 048χ2-34· 194χ3+76· 548χ4-91· 812χ5+55· 312χ6-13· 168x7
[0015] 其中Xf為翼型最大彎度處的橫坐標(biāo)值，XtS翼型最大厚度處的橫坐標(biāo)值，，定義翼 型所在坐標(biāo)系的原點為翼型的前緣點，X軸與弦線重合，方向由翼型前緣指向翼型后緣，Y 軸垂直于X軸并指向翼型中弧線彎曲的方向。
[0016] 翼型的上、下表面所對應(yīng)的坐標(biāo)如下（弦長設(shè)定為1):
[0017] 上表面坐標(biāo)：
[0018] 1 0
[0019] 0. 95 0. 02933
[0020] 0. 9 0. 050875
[0021] 0. 85 0. 06798
[0022] 0. 8 0. 080985
[0023] 0. 75 0. 09012
[0024] 0. 7 0. 09574
[0025] 0. 65 0. 09993
[0026] 0. 6 0. 1032
[0027] 0. 55 0. 10557
[0028] 0. 5 0. 10703
[0029] 0. 45 0. 107585
[0030] 0. 4 0. 107235
[0031] 0. 35 0.10598
[0032] 0. 3 0. 10382
[0033] 0. 25 0. 100705
[0034] 0. 2 0. 094635
[0035] 0. 15 0. 08443
[0036] 0. 1 0. 06971
[0037] 0. 05 0. 046475
[0038] 0 0
[0039] 下表面坐標(biāo)：
[0040] 0 0
[0041] 0. 05 -0.02381
[0042] 0. 1 -0. 01907
[0043] 0. 15 -0. 01061
[0044] 0. 2 -0. 00215
[0045] 0. 25 0. 00631
[0046] 0. 3 0. 01477
[0047] 0. 35 0. 02323
[0048] 0. 4 0. 03169
[0049] 0. 45 0. 04015
[0050] 0. 5 0. 04861
[0051] 0. 55 0.05707
[0052] 0. 6 0. 06552
[0053] 0. 65 0. 071575
[0054] 0. 7 0. 07342
[0055] 0. 75 0. 071085
[0056] 0. 8 0. 06453
[0057] 0. 85 0. 05361
[0058] 0. 9 0. 03807
[0059] 0. 95 0. 01751
[0060] 1 0
[0061] 根據(jù)以上的技術(shù)方案，可實現(xiàn)以下有益效果：
[0062] 本發(fā)明所述高性能風(fēng)扇用翼型，由于在設(shè)計時應(yīng)用了航空技術(shù)中先進(jìn)的氣動分析 技術(shù)，同時考慮了低轉(zhuǎn)速風(fēng)扇工作雷諾數(shù)小（一般小于1〇 6)的特殊工況，故與直接選用航 空翼型或使用簡單等厚板翼型相比，應(yīng)用本發(fā)明所述翼型的風(fēng)扇與實際工況的匹配性更 優(yōu)，在相同的使用條件下，應(yīng)用本發(fā)明所述的翼型的風(fēng)扇，風(fēng)量更大，噪音更低，能效值更 尚。
【附圖說明】：
[0063] 圖1是風(fēng)扇用高性能翼型構(gòu)成圖，圖中，1為翼型前緣，2為翼型上表面，3為翼型下 表面，4為翼型弦線，5為翼型后緣，f為翼型最大彎度，Xf為翼型最大彎度處的橫坐標(biāo)值，C 為弦長，t為翼型最大彎度，Xt為翼型最大彎度處的橫坐標(biāo)值。
[0064] 圖2是風(fēng)扇用高性能翼型外形圖；
【具體實施方式】：
[0065] 附圖非限制性的公開了本發(fā)明的一種實施方式，以下將結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明 的技術(shù)方案。
[0066] 本發(fā)明所述的一種高性能風(fēng)扇用翼型，其設(shè)計原理是：首先結(jié)合低轉(zhuǎn)速風(fēng)扇的使 用工況，采用航空工業(yè)的氣動分析技術(shù)，設(shè)計出與風(fēng)扇實際工況匹配良好的高性能的風(fēng)扇 專用翼型。由于翼型的主要性能很大程度上取決于其上、下表面或中弧線的形狀，尤其是低 速翼型，因此通過進(jìn)一步研究已設(shè)計的高性能風(fēng)扇專用翼型的上、下表面的規(guī)律特性，給出 了風(fēng)扇用高性能翼型上、下表面的分布規(guī)律、滿足的方程及形狀，參見圖1。
[0067] 根據(jù)上述設(shè)計原理，本發(fā)明具體提供了高性能風(fēng)扇用翼型，命名為SXAIRF0IL-1， 對于翼型的具體說明如下：
[0068] 翼型的最大彎度f與弦長C之比f/C=8. 58%，最大彎度位置為Xf/C=65%。
[0069] 翼型的最大厚度t與弦長C之比t/C=9. 68%，最大厚度位置為Xt/C=20%。
[0070] 前緣半徑：4.6。
[0071] 定義弦長為100時，翼型上表面的方程為：
[0072] y=0· 003+0. 941χ-3· 335χ2+5· 708χ3-4· 590χ4+1· 275x5
[0073] 定義弦長為100時，翼型下表面的方程為：
[0074]y=-0· 001-0. 729χ+8· 048χ2-34· 194χ3+76· 548χ4-91· 812χ5+55· 312χ6-13· 168x7
[0075] 其中Xf為翼型最大彎度處的橫坐標(biāo)值，XtS翼型最大厚度處的橫坐標(biāo)值，，定義翼 型所在坐標(biāo)系的原點為翼型的前緣點，X軸與弦線重合，方向由翼型前緣指向翼型后緣，Y 軸垂直于X軸并指向翼型中弧線彎曲的方向。
[0076] 當(dāng)所述翼型的弦長為1時，則翼型的上、下表面所對應(yīng)的坐標(biāo)如下：
[0077] 上表面坐標(biāo)：
[0078] 1 0
[0079] 0. 95 0. 02933
[0080] 0. 9 0. 050875
[0081] 0. 85 0.06798
[0082] 0. 8 0. 080985
[0083] 0. 75 0. 09012
[0084] 0. 7 0. 09574
[0085] 0. 65 0. 09993
[0086] 0. 6 0. 1032
[0087] 0. 55 0. 10557
[0088] 0. 5 0. 10703
[0089] 0. 45 0. 107585
[0090] 0. 4 0. 107235
[0091] 0. 35 0.10598
[0092] 0. 3 0. 10382
[0093] 0. 25 0. 100705
[0094] 0. 2 0. 094635
[0095] 0. 15 0. 08443
[0096] 0. 1 0. 06971
[0097] 0. 05 0. 046475
[0098] 0 0
[0099] 下表面坐標(biāo)：
[0100] 00
[0101] 0.05 -0.02381
[0102] 0.1 -0.01907
[0103] 0. 15 -0.01061
[0104] 0. 2 -0.00215
[0105] 0. 25 0.00631
[0106] 0. 3 0.01477
[0107] 0. 35 0.02323
[0108] 0. 4 0.03169
[0109] 0. 45 0.04015
[0110] 0.5 0.04861
[0111] 0. 55 0.05707
[0112] 0. 6 0. 06552
[0113] 0. 65 0. 071575
[0114] 0.7 0.07342
[0115] 0. 75 0. 071085
[0116] 0. 8 0. 06453
[0117] 0. 85 0.05361
[0118] 0.9 0.03807
[0119] 0. 95 0. 01751
[0120] 1 0〇
【主權(quán)項】
1. 一種風(fēng)扇用高性能翼型，此翼型的命名為SXAIRF0IL-1，其特征是：翼型的最大彎度 f與弦長C之比f/C = 8. 58%，最大彎度位置為Xf/C = 65%。翼型的最大厚度t與弦長C 之比t/C = 9. 68%，最大厚度位置為Xt/C = 20%。前緣半徑：4. 6。 定義弦長為100時，翼型上表面的方程為： y = 0. 003+0. 941x-3. 335x2+5. 708x3-4. 590x4+l. 275x5 定義弦長為100時，翼型下表面的方程為： y = -0. 001-0. 729x+8. 048x2-34. 194x3+76. 548x4-91. 812x5+55. 312x6-13. 168x7 其中Xf為翼型最大彎度處的橫坐標(biāo)值，XtS翼型最大厚度處的橫坐標(biāo)值，，定義翼型所 在坐標(biāo)系的原點為翼型的前緣點，X軸與弦線重合，方向由翼型前緣指向翼型后緣，Y軸垂 直于X軸并指向翼型中弧線彎曲的方向。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)扇用高性能翼型，其特征是：所述翼型的弦長均為1 時，則翼型的上、下表面所對應(yīng)的坐標(biāo)如下： 上表面坐標(biāo)： 1 0 0 95 0.02933 0 9 0.050875 0.85 0.06798 QJ 0.080985 0 75 0.09012 0.7 0.09574 0.65 0.09993 0 6 0.1032 0 55 0.10557 0 5 0.10703 0 45 0.107585 0,4 0.107235 0.35 0.10598 0 3 0.10382 0.25 0.100705 0.2 0.094635 0.15 0.08443 0.1 0.06971 0.05 0.046475 α ο 下表面坐標(biāo)： Q Q 0.05 -0.02381 Qd -0.01907 0.15 -0.01061 0,2 -0.00215 0.25 0.00631 OJ 0.01477 0.35: 0.02323 0.4 0.03169 0.45 0.04015 0.5 0.04861 0 55 0.05707 0.6 0.06552 0v6:5 0J71575 ο 0,7 0.07342 0 75 0.071085 0 8 0.06453 0 85 0.05361 OJ 0.03807 0.95 0.01751 1 O
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種風(fēng)扇用高性能翼型，具體是應(yīng)用航空技術(shù)中先進(jìn)的氣動分析技術(shù)并針對小尺寸低轉(zhuǎn)速風(fēng)扇低雷諾數(shù)(一般小于106)的實際工況設(shè)計的高性能風(fēng)扇用翼型，本發(fā)明公開了該翼型的最大彎度及其位置，最大厚度及其位置，上、下表面滿足的方程，以及翼型坐標(biāo)，f為最大彎度，Xf為翼型最大彎度處的橫坐標(biāo)值，t為最大厚度，Xt為翼型最大厚度處的橫坐標(biāo)值，C為弦長。定義翼型所在坐標(biāo)系的原點為翼型中弧線前緣點，X軸與弦線重合，方向由翼型前緣指向翼型后緣，Y軸垂直于X軸指向翼型中弧線彎曲的方向。在相同的工作條件下，與傳統(tǒng)的風(fēng)扇翼型相比，采用本發(fā)明所述翼型的風(fēng)扇與實際工況的匹配性更好，風(fēng)扇風(fēng)量更大，噪音更低，能效值更高。
【IPC分類】F04D29/26, F04D29/66
【公開號】CN105351248
【申請?zhí)枴緾N201510952484
【發(fā)明人】潘旭光, 呂剛, 張勝利
【申請人】新昌縣三新空調(diào)風(fēng)機有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年12月17日