軸流風(fēng)扇分類

風(fēng)扇有軸流和徑流式兩種，是以風(fēng)扇工作時空氣的流動方向而進(jìn)行劃分的。軸流式風(fēng)扇工作時，葉片推動空氣以與軸相同的方向流動，所以稱為軸流風(fēng)扇；而徑流式風(fēng)扇工作時，葉片推動空氣以與軸相垂直的方向（即徑向）流動，因此稱為徑流風(fēng)扇。

軸流風(fēng)扇分為大型軸流風(fēng)扇、中型軸流風(fēng)扇、小型軸流風(fēng)扇，根據(jù)需求的使用地方選擇適合的軸流風(fēng)扇。

一般而言，大型軸流風(fēng)扇主要適用于粉塵、碎石場等之類的場所的排風(fēng)；中型軸流風(fēng)扇主要適用用室內(nèi)的通風(fēng)及排熱，例如：糧倉等；小型軸流風(fēng)扇主要適用與機(jī)械設(shè)備的通風(fēng)散熱，例如：電氣柜等。

由于傳統(tǒng)渦輪風(fēng)扇風(fēng)壓并非在風(fēng)扇中央部分產(chǎn)生，而是靠風(fēng)扇扇葉轉(zhuǎn)動而出現(xiàn)。因此無論其轉(zhuǎn)速有多高，軸心下方不會有風(fēng)吹下。但在風(fēng)扇軸心下的正是發(fā)熱核心所在，是發(fā)熱的主要源頭。這樣情況造成了傳統(tǒng)軸流風(fēng)扇的天生缺陷：受到電機(jī)的阻隔，氣流無法順利到達(dá)中央部位，造成“盲區(qū)”。 盲區(qū)的存在導(dǎo)致散熱器核心部分溫度偏高，影響整體的散熱效果。為解決這一問題，離心式徑流風(fēng)扇被制造出來 。

只在葉輪尾緣附近帶有導(dǎo)流罩的軸流風(fēng)扇廣泛用于分體式房間空調(diào)器的室外機(jī)中.在這些系統(tǒng)中，除了要求結(jié)構(gòu)緊湊，風(fēng)量大之外，噪聲低更是一個關(guān)鍵的指標(biāo)。然而，與動力用低壓風(fēng)機(jī)相比，這種低壓風(fēng)扇在結(jié)構(gòu)配置、設(shè)計方法和內(nèi)流現(xiàn)象上都有著許多的不同特點(diǎn)，在風(fēng)扇低噪聲設(shè)計及其內(nèi)流機(jī)制的把握上也并非易事。國內(nèi)外對這類風(fēng)扇的降噪研究多采用實(shí)驗手段或在葉片成型以后采用一些特定的方法來進(jìn)行，而針對空調(diào)風(fēng)扇動葉作彎掠設(shè)計實(shí)現(xiàn)其性能改善的研究則較少見報道。

在軸流葉輪常規(guī)準(zhǔn)三維設(shè)計方法的基礎(chǔ)上，采用前緣彎掠技術(shù)，應(yīng)用CFD /CAD方法對空調(diào)器軸流風(fēng)扇進(jìn)行禍合設(shè)計，以改善風(fēng)扇在設(shè)計點(diǎn)的內(nèi)流狀況，為降低其噪聲提供依據(jù)。采用三維納維-斯托克斯方程和Spalart-Allmaras湍流模型對整個室外機(jī)進(jìn)行內(nèi)流計算和分析，對風(fēng)扇的性能進(jìn)行預(yù)估，以減少相應(yīng)的實(shí)驗工作量 。

針對空調(diào)器風(fēng)扇性能上風(fēng)壓低使用上既要求風(fēng)量大又要噪聲低的矛盾，本研究選擇某空調(diào)用性能優(yōu)良的軸流風(fēng)扇樣機(jī)作為彎掠設(shè)計的比較研究模型.樣機(jī)基本結(jié)構(gòu)：葉輪外徑409mm，輪毅直徑120 mm，輪毅比0. 29，葉片數(shù)4，流量2220 m³/h，靜壓20 Pa，轉(zhuǎn)速880 r /min。新風(fēng)扇的設(shè)計以保證流量為前提，著重改善風(fēng)扇的內(nèi)流分布以降低噪聲。

新風(fēng)扇的設(shè)計是在以往流體動力研究及其現(xiàn)有準(zhǔn)三維設(shè)計方法的基礎(chǔ)上，采用前緣彎掠技術(shù)，應(yīng)用CFD /CAD禍合方式進(jìn)行的.對典型樣機(jī)風(fēng)輪的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行CAD估算，使用商用軟件FLUENT進(jìn)行全三維CFD計算考察其外特性和內(nèi)流特性，并與實(shí)驗結(jié)果進(jìn)行比較和分析；采用常規(guī)方法作初步的準(zhǔn)三維葉輪設(shè)計，進(jìn)行CFD計算考察其外特性和內(nèi)流特性；比較分析樣機(jī)風(fēng)扇與新風(fēng)扇的CAD/CFD的結(jié)果，調(diào)整初次設(shè)計的相關(guān)參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)一個比較好的氣動布局方案；運(yùn)用CFD對調(diào)整之后的風(fēng)扇性能進(jìn)行預(yù)測，并根據(jù)計算結(jié)果進(jìn)一步調(diào)整相關(guān)參數(shù)，對風(fēng)扇作進(jìn)一步的優(yōu)化。

此外，設(shè)計中需要考慮的還有葉片弦長、葉片安裝角、葉型彎度角、翼型中弧線等參數(shù)。對這些參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選取值及相互之間的合理匹配，以改善風(fēng)扇氣動-聲學(xué)性能。

綜合考慮上述因素，設(shè)計的新風(fēng)扇基本結(jié)構(gòu)：風(fēng)扇外徑408 mm，輪毅直徑100 mm，輪毅比0. 245，葉片數(shù)4，葉頂/葉根弦長276/80 mm，前彎角度44°，前掠角度20°。

同一個室外機(jī)中，分別對樣機(jī)風(fēng)扇和新風(fēng)扇進(jìn)行了數(shù)值模擬.計算時對實(shí)機(jī)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)簡化，不考慮換熱器、出口格柵、電機(jī)及其支架的影響，但考慮側(cè)進(jìn)風(fēng)。

采用有限體積法離散控制方程，對整個室外機(jī)的三維定常流場進(jìn)行分離式隱式求解。計算選用Spalart-A llm arcs湍流模型，對流項采用二階迎風(fēng)差分格式，壓力月棗度禍合采用標(biāo)準(zhǔn)SIM PLE算法求解。

由于風(fēng)扇系統(tǒng)的復(fù)雜性，整個計算域均采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，網(wǎng)格總數(shù)110 x 10⁴。葉輪所在的區(qū)域定義為旋轉(zhuǎn)區(qū)域，享有較多的網(wǎng)格數(shù)目。進(jìn)出口均采用壓力邊界條件，進(jìn)口為大氣條件，出口給定不同的背壓。當(dāng)各計算殘差值小于1 x 10^-3時，認(rèn)為計算收斂 。

a.新軸流風(fēng)扇的氣動性能基本保持不變，在相同流量下，新軸流風(fēng)扇的實(shí)測噪聲低于樣機(jī)風(fēng)輪0.5-1.3dB( A級聲壓級)；

b.新軸流風(fēng)扇降低了吸力面與輪毅附近渦流區(qū)的橫向遷移能力，增強(qiáng)了其徑向遷移能力，減小了葉道中二次渦的影響區(qū)域，增大了主流區(qū)域，使主流減速，噪聲降低；

c.新軸流風(fēng)扇基本消除了樣機(jī)風(fēng)扇在翼展中部存在的前緣分離現(xiàn)象 。

本發(fā)明的軸流風(fēng)扇具備：輪轂；多個葉片，其設(shè)置在所述輪轂的周向上；切口部，其在所述葉片的、旋轉(zhuǎn)方向上的前緣部相反側(cè)的后緣部形成為從所述后緣部向所述前緣部延伸，該切口部將該后緣部分為外周側(cè)后緣部和內(nèi)周側(cè)后緣部；肋部，其設(shè)置于所述葉片的葉片面，并沿著所述前緣部從所述輪轂向所述葉片的外周方向延伸；以及第一壁薄部，其與該肋部的外周側(cè)的端部相鄰地形成，以使所述葉片變薄。