該曲面的圓弧是根據(jù)給定的圓弧半徑R和CFD計算得到的葉片平均半徑處葉片出氣角α工由無沖擊進(jìn)氣條件構(gòu)造的單圓弧圓柱形導(dǎo)風(fēng)曲面，本實(shí)施例中，曲面的半徑R = 154mm。
[0070]如圖6(a)中的黑粗實(shí)線所示，在曲面導(dǎo)流板進(jìn)氣端的凹表面是由兩段彎曲方向相反的圓弧面與半徑為R曲面光滑連接而成，并且各圓弧的半徑均為r = 33mm ;半徑為r =33mm位于該曲面導(dǎo)流板進(jìn)氣端點(diǎn)的切線與雙向可逆軸流通風(fēng)機(jī)圓周方向之間的夾角α 2 =90°，另一端與半徑R的圓弧光滑相切連結(jié)。
[0071]曲面導(dǎo)流板和平面導(dǎo)流板之間以及平面導(dǎo)流板之間交疊D、錯位C部分通過連接板2固接。組合后的每組導(dǎo)流組件的軸向長度L = 350mm,等周向?qū)挾菳 = 65mm,曲面導(dǎo)流板與平面導(dǎo)流板間以及平面導(dǎo)流板之間沿周向重疊部分的長度相同，該長度D = 20_，導(dǎo)流板的厚度均為8mm。
[0072]曲面導(dǎo)流板長度方向在軸向的投影Ltl與第一平面導(dǎo)流板的長度L i和第二平面導(dǎo)流板L2的長度相等即Lci= L1= L 2。
[0073]如圖1(b)剖面所示，使用時，將一套導(dǎo)流裝置固定在雙向可逆軸流通風(fēng)機(jī)葉輪的一側(cè)，將另一套導(dǎo)流裝置反對稱地固定在雙向可逆軸流通風(fēng)機(jī)葉輪的另一側(cè)，并使各組導(dǎo)流組件中的曲面導(dǎo)流板均與葉輪相鄰。安裝時，將兩個導(dǎo)流裝置中的各組導(dǎo)流組件一端側(cè)表面與雙向可逆軸流通風(fēng)機(jī)的機(jī)殼內(nèi)壁焊接，將各組導(dǎo)流板另一端側(cè)表面與雙向可逆軸流通風(fēng)機(jī)的內(nèi)筒的表面焊接，并使各組導(dǎo)流組件沿周向均布，如圖1和圖3所示。
[0074]為驗(yàn)證本實(shí)施例的效果，采用如前CFD方法進(jìn)行了數(shù)值模擬。數(shù)值模擬是在具有相同葉輪、相同轉(zhuǎn)速、相同背壓條件下，對現(xiàn)有技術(shù)與本實(shí)施例進(jìn)行的對比CFD數(shù)值計算。
[0075]由于轉(zhuǎn)動的葉輪計算空間和非轉(zhuǎn)動的導(dǎo)流裝置空間關(guān)于轉(zhuǎn)動軸周期對稱，因此，對于葉輪空間，本次驗(yàn)證計算中只計算1/10區(qū)域，對于包含有導(dǎo)流裝置空間，僅計算1/9區(qū)域。
[0076]圖9、圖10所示為相同背壓條件下，未加裝雙向可逆軸流通風(fēng)機(jī)導(dǎo)流裝置計算過程收斂時的速度分布圖，收斂時的容積流量為Q = 41.25立方米/每秒。
[0077]圖11、圖12、圖13為相同背壓條件下，加裝了雙向可逆軸流通風(fēng)機(jī)導(dǎo)流裝置計算收斂時的速度分布圖，收斂時的容積流量為Q = 63.985立方米/每秒。流量提高了55.12%,通風(fēng)機(jī)出口截面速度的圓周分量基本消除，通風(fēng)機(jī)的尾部整流錐出口處基本沒有回流和流動分離現(xiàn)象，氣流充滿整個出口截面。同流量下，通風(fēng)機(jī)出口平均速度下降，平均動壓降低，靜壓獲得提升，通風(fēng)機(jī)全壓效率提高了約15%。
[0078]在同等條件下,本實(shí)施例還就給定設(shè)計流量Q = 60立方米/每秒，進(jìn)口條件是總壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的算例進(jìn)行了流動模擬計算。對計算收斂時的背壓進(jìn)行了考核。結(jié)果如下:未加裝雙向可逆軸流通風(fēng)機(jī)導(dǎo)流裝置的背壓約為350Pa，加裝了雙向可逆軸流通風(fēng)機(jī)導(dǎo)流裝置的背壓為790Pa，可逆軸流通風(fēng)機(jī)靜壓升提高了 2.257倍。
[0079]如圖14所示，本實(shí)施例還就雙向可逆軸流通風(fēng)機(jī)導(dǎo)流裝置位于來流上游對可逆軸流通風(fēng)機(jī)的影響進(jìn)行了計算考核。結(jié)果表明:由于雙向可逆軸流通風(fēng)機(jī)導(dǎo)流裝置兼有通風(fēng)機(jī)內(nèi)置電動機(jī)支撐作用，考慮并計入目前使用的可逆通風(fēng)機(jī)的電動機(jī)支撐板對流動的影響，因此，雙向可逆軸流通風(fēng)機(jī)導(dǎo)流裝置在反向通風(fēng)時，對對來流的阻塞影響可以忽略不計。
[0080]實(shí)施例2
[0081]本實(shí)施例是一種用于雙向可逆軸流通風(fēng)機(jī)的導(dǎo)流裝置。雙向可逆軸流通風(fēng)機(jī)的直徑D = 2m,葉輪工作轉(zhuǎn)速n = 980rmp,設(shè)計流量Q = 60m3/s,設(shè)計全壓P = 1250Pa,葉輪葉片數(shù)量Z = 12,葉片頂部弦長Ltop= 250mm,輪轂比k = 0.45。葉頂安裝角bAN=12°。如圖1所示，在雙向可逆軸流通風(fēng)機(jī)葉輪的兩側(cè)分別安裝有導(dǎo)流裝置。
[0082]導(dǎo)流裝置沿軸向在葉輪兩邊反對稱布置兩套，每套導(dǎo)流裝置均由9組導(dǎo)流組件組成。每組導(dǎo)流組件中均包括曲面導(dǎo)流板、連接板2和平面導(dǎo)流板3。本實(shí)施例中，9組導(dǎo)流組件沿雙向可逆軸流通風(fēng)機(jī)機(jī)殼內(nèi)周向均布，如圖1、圖3所示。每組組件中包括一個曲面導(dǎo)流板、不同半徑上的六塊連接板2、兩塊均布的平面導(dǎo)流板3。并將曲面導(dǎo)流板和兩塊平面導(dǎo)流板3依次通過三不同半徑處的六塊連接板2焊接。曲面導(dǎo)流板的凹表面和凸表面均為曲面，該曲面的圓弧是根據(jù)無沖擊進(jìn)氣條件構(gòu)造的單圓弧導(dǎo)風(fēng)曲面，本實(shí)施例中，曲面板的平均半徑R = 154mm。
[0083]其中，下標(biāo)top表示葉頂，hub表示葉根，mid表示葉頂與葉根的幾何平均半徑。
[0084]如圖6(a)中的黑粗實(shí)線所示，在曲面導(dǎo)流板一端的凹表面是由兩段彎曲方向相反的圓弧面光滑連接而成，并且各圓弧的半徑均為r = 33mm;兩段彎曲方向相反的圓弧中，位于該曲面導(dǎo)流板進(jìn)氣端頭處的圓弧面端點(diǎn)的切線與雙向可逆軸流通風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)周向之間的夾角α2=90°，另一端與曲面導(dǎo)流板凹表面圓弧光滑相切連結(jié)。
[0085]如圖6，圖7和圖8所示，當(dāng)曲面導(dǎo)流板的圓弧半徑R確定后，曲面導(dǎo)流板的周向?qū)挾菳由入口角Ci1唯一確定。在給定可逆通風(fēng)機(jī)進(jìn)口總壓和出口設(shè)計流量條件下，通過CFD方法計算出在導(dǎo)流裝置進(jìn)氣位置沿周向平均化的Q1沿徑向的分布α 1= α Αχ)，進(jìn)而計算出周向?qū)挾菳沿徑向的分布B = B(X)。如圖10所示，圖10中繪出了葉根截面、葉頂截面和平均半徑截面處不同位置的速度矢量分布即速度矢量的大小和方向角Ci1分布。從葉根到葉頂取五個不同半徑圓柱面上的\值，由這五個α 1值計算得到五個B值后，在所處半徑的圓柱面上構(gòu)造如圖6所示的導(dǎo)風(fēng)裝置剖面。將從葉根到葉頂五半徑不同的剖面輪廓線作為邊界曲線生成曲面導(dǎo)風(fēng)板實(shí)體，如圖7、圖8所示。
[0086]圖8 (e)給出了葉根剖面G-G、平均半徑剖面F-F和葉頂剖面E-E的剖視圖。構(gòu)成三剖面的曲面導(dǎo)流板中弧線半徑R均為R = 154mm,葉根剖面G-G的周向?qū)挾葹锽h= 66mm、平均半徑剖面F-F的周向?qū)挾葹锽m= 74mm、葉頂剖面E-E的周向?qū)挾葹锽 t = 84對應(yīng)的軸向長度分別為 Lh= 356mm、L m= 361mm 和 L t= 368mm。
[0087]這樣構(gòu)造的導(dǎo)風(fēng)邊界曲面能夠保證從葉輪流出的氣流自葉根到葉頂不同半徑位置均能夠無沖擊進(jìn)入導(dǎo)流裝置，減少了氣流進(jìn)入導(dǎo)風(fēng)裝置的沖擊損失和導(dǎo)風(fēng)裝置背風(fēng)處的分離、旋渦損失。
[0088]本實(shí)施例中，第一平面導(dǎo)流板的寬度L1和第二平面導(dǎo)流板L2的寬度相等即L1 =L2= 140mm。由于從葉頂?shù)饺~根的尺寸B不同，為了適應(yīng)曲面導(dǎo)風(fēng)板沿不同半徑上變化的迎風(fēng)斷面尺寸B，兩塊直板以各自半徑小的根部軸向直線為基軸，沿葉輪旋轉(zhuǎn)的反方向分別傾斜了Q1=0.93°和02=1.86°。根據(jù)CFD計算結(jié)果，導(dǎo)風(fēng)曲面入口角α ι從半徑最小的a lhub根部到半徑最大的α _頂部相差8.16°，如圖8(c)所示。傾斜的角度由變寬度曲面導(dǎo)流板的葉根剖面的周向?qū)挾菳h和葉頂剖面的周向?qū)挾菳t確定；不同半徑上距離曲面導(dǎo)流板最遠(yuǎn)端的平面導(dǎo)流板的周向輪廓邊界不超過曲面導(dǎo)流板進(jìn)氣邊緣的周向輪廓邊界，由此可以確定距曲面導(dǎo)流板最遠(yuǎn)端的平面導(dǎo)流板的傾斜角度為arctan[(Bt-Bh)/(Rt- Rh)],式中Rt為機(jī)殼11內(nèi)壁半徑，Rh為內(nèi)整流筒12外壁半徑。其余平面導(dǎo)流板傾斜角度根據(jù)每塊導(dǎo)流板板間的周向相互錯位尺寸相等確定。其余平面導(dǎo)流板均勻并傾斜設(shè)置于曲面導(dǎo)流板和距曲面導(dǎo)流板最遠(yuǎn)端的平面導(dǎo)流板之間，這些平面導(dǎo)流板將曲面導(dǎo)流板和距曲面導(dǎo)流板最遠(yuǎn)端的平面導(dǎo)流板之間的角度均分，使得每相鄰兩塊平面導(dǎo)流板的板間周向相互錯位距離相等。
[0089]曲面導(dǎo)流板和平面導(dǎo)流板之間以及平面導(dǎo)流板之間交疊D、錯位C部分通過連接板2固接。曲面導(dǎo)流板與平面導(dǎo)流板間以及平面導(dǎo)流板之間沿周向重疊部分的長度均為D=20mm,導(dǎo)流板的厚度均為8mm。
[0090]如圖1(b)局部剖面圖所示，使用中，將一套導(dǎo)流裝置固定在雙向可逆軸流通風(fēng)機(jī)葉輪的一側(cè)，將另一套導(dǎo)流裝置反對稱地固定在雙向可逆軸流通風(fēng)機(jī)葉輪的另一側(cè)，并使各組導(dǎo)流組件中的曲面導(dǎo)流板與葉輪相鄰。如圖1、圖3所示，安裝時，將每個導(dǎo)流裝置中的各組導(dǎo)流組件葉根和葉頂兩端面與雙向可逆軸流通風(fēng)機(jī)的內(nèi)筒體和機(jī)殼內(nèi)壁焊接，并沿圓周方向各導(dǎo)流組件均布。
[0091]CFD數(shù)值模擬結(jié)果表明:變寬度B導(dǎo)風(fēng)面結(jié)構(gòu)對流動的整流效果優(yōu)于等寬度三導(dǎo)風(fēng)面結(jié)構(gòu)。
[0092]實(shí)施例3
[0093]本實(shí)施例是一種用于雙向可逆軸流通風(fēng)機(jī)的導(dǎo)流裝置。雙向可逆軸流通風(fēng)機(jī)的直徑D = 2m,葉輪工作轉(zhuǎn)速n = 980rmp,設(shè)計流量Q = 60