超高负荷超低转速大涵道比风扇转子气动设计方法

摘要

本发明涉及大涵道比涡轮风扇发动机的风扇气动设计方法，属叶轮机械技术领域。步骤1、根据流量、总压比,采用S2通流分析确定关键设计参数，载荷系数选择0.7-1.0之间；步骤2、根据S2通流分析所确定的转子进出口参数分布，进行若干个S1流面二维叶型（7）设计；步骤3、将上步设计的二维叶型沿径向积叠即形成转子三维叶片（11）、根据选定的叶片数构成风扇转子（12）；步骤4、计算机仿真进行风扇转子（12）三维流场模拟或采用试验进行性能测试，得到风扇性能曲线，检验设计是否达标要求并进行改进设计。本发明提出一种超高负荷、超低转速大涵道风扇转子叶片气动设计方法，在保证风扇气动性能前提下有效降低风扇噪声和减轻重量。

主权项

一种超高负荷超低转速大涵道比风扇转子气动设计方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、根据给定的流量、总压比,采用S2通流分析确定关键设计参数，关键设计参数包括：转速、叶片扭向、叶片进出口叶根和叶尖半径、叶片数、转子进出口流体参数分布；以及载荷系数载荷系数数值的选择要使得转子出口相对速度W₂大于进口相对速度W₁，此时载荷系数选择0.7‑1.0之间；$\bar{H}=\frac{L_u}{u^2}=\frac{{\mathrm{CpT}}_1^{*}\left({\pi }_k^{*\frac{k-1}{k}}-1\right)/{\eta }_k^{*}}{u^2}---\left(1\right)$上式，载荷系数；L_u：轮缘功；u(＝rω)：轮缘速度；ω：转动角速度；风扇进口总温；Cp：定压比热；总压比；效率；步骤2、根据S2通流分析所确定的转子进出口参数分布，进行若干个S1流面二维叶型(7)设计，所述转子进出口流体参数沿叶高分布包括速度三角形、流体总压、总温、静压；步骤3、将上步设计的二维叶型沿径向积叠即形成转子三维叶片(11)、根据选定的叶片数构成风扇转子(12)；步骤4、应用计算机仿真方法进行所设计的风扇转子(12)三维流场模拟或采用试验对所设计的风扇进行性能测试，得到风扇性能曲线，检验设计是否达到指标要求；如没有达到，则根据对当前设计结果分析进行改进设计。