轴流风机叶片的设计方法及实例

时间：2025-07-08

本文根据空气动力学理论及变环量流型设计方法建立了方程,并以此方程得到的参数,设计了一款流量大,全压高的变压器轴流通风机。

中等职业教育2008年第23期

轴流风机叶片的设计方法及实例

浙江工业大学中职研究生班浙江省三门职业中专

摘

级

郑高元

张哲东

要本文根据空气动力学理论及变环量流型设计方法建立了方程并以此方程得到

叶片

设计

实例

的参数设计了一款流量大全压高的变压器轴流通风机

变压器轴流通风机是大中型电力变压器冷却系统不同程度的加厚，以提高叶片的机械强度；第一项则

的重要组成部分一般要求其具有较好的性能，即流量大，全压高，噪声小轴流通风机的结构形式比较单一，一般由电机,叶轮,支架,机壳和防护罩等几部分组

是为了增大叶尖部分的厚度以方便加工

在叶片设计中，根据设计要求和气动参数，结合,,等一些优化设计参数，由(),(2)和(3)式就可

关键词轴流风机

成，但是其中叶轮的结构和外形，特别是叶片的形状以确定风机叶轮的结构参数及叶片的几何形状由

却变化很多，对轴流通风机的气动性能也起着决定性此构造成型的扭曲叶片不但方便加工，而且便于下

综合研究

的作用传统的轴流通风机设计方法包括以气动性能良好的机翼为原始叶型的孤立叶型设计方法和基于二元叶栅理论的叶栅设计法，在上世纪0年代出现了一些基于准三元流动的叶片造型方法采用上述方法所设计的通风机叶片比较多的是平面叶片，虽然工艺简单，但性能较差少量的扭曲叶片也大多是由平面叶栅叠加而成，而不是真正的基于全三维造型设计的扭曲叶片，从而也影响了通风机的性能，因而很难达到变压器轴流通风机流量大,全压高的要求

1.轴流风机的叶片设计理论

轴流风机设计的核心就是叶片型线设计本文根据扭曲叶片理论，采用全三维造型来进行叶片流型设计，并结合空气动力学理论，应用变环量流型设计方法，使叶片的做功分布更加符合运动规律，从而发挥出更高的功能转换效益

首先，基于抛物面理论，我们在柱坐标下建立叶片中型面方程：（-/）

其中：

（）-(-)/

，通过参数

面的参数计算

2.轴流风机的叶片设计实例

依据以上设计得到的叶片结构参数和叶片几何参数，设计了一款实用新型旨在提供一种流量大,全压高的系列变压器轴流通风机，其中表示风机叶轮直径为00毫米，表示风机为前吹式其总体结构形式由电机,叶轮,导流罩,支架,机壳和防护罩等6部分组成其特征是电机位于风机的进口端，电机轴和叶轮相连，驱动叶轮旋转，电机由支架支撑，外面套有导流罩，导流罩位于风机的进口端，为中空的锥形柱体，底端面的直径和轮毂的直径相等，机壳为直径

0毫米的圆筒形在进口端略呈喇叭口状，

以使气流平顺地进入风机的流道，在风机的进口端端面上有防护罩，以避免杂物进入风机流道和叶片发生撞击

其中的风机叶片为特殊设计，在设计过程中采用了抛物面理论和不等功原理，对叶片的流型和流面进行全三维的造型设计，得到的叶片为三维的扭曲叶片，其特征为叶片不等厚，型面连续光滑，任一相贯面与型面相割，得到的相贯线呈流线形状的机翼形，以使得本实用新型具有优良的气动性能

本实用新型的总体结构中，增加了导流罩部分，导流罩位于风机的进口端，套在电机的外面，其作用是使气流平顺地进入通风机的流道，从而提高风机因而

系列变压器轴流通风机具有优良的气动性

,等的取值变化，可以控制叶片的扭曲程度和倾斜情况，从而可以满足不同场合下的需要

根据变环量设计方法，并综合考虑叶轮叶根的机械强度,叶尖部分的加工工艺，我们采用如下的叶片凸面和凹面方程：

（-/）++（2-）

-（-22

/）

"叶轮在进口端的吸力，使通风机能发挥最大的效率

能，流量大，全压高，噪声低，能耗省，运行稳定，性能曲线平坦，使用范围广如下页附图所示