
【化】 back ward leaning vane; back ward-curved blade
after; back; behind; offspring; queen
【醫】 meta-; post-; retro-
bend; curve; flex; ply
【醫】 bend; curvatura; curvature; cyrto-
lamina
【醫】 blade; lamina; laminae
在機械工程領域,"後彎葉片"(英文:Backward-Curved Blades 或Backward-Swept Blades)特指一種葉片設計形式,其葉片的彎曲方向與旋轉方向相反。這種設計常見于風機、泵、渦輪機等流體機械中,通過優化流體動力學特性提升設備效率與穩定性。以下是詳細解析:
結構特征
後彎葉片從葉根到葉尖的彎曲方向與葉輪旋轉方向相反(例如葉輪順時針旋轉時,葉片向逆時針方向彎曲)。這種幾何形态可減小流體出口的絕對速度,降低動能損失,同時增加靜壓能轉化效率。
工作原理
流體在葉片流道内受離心力與科裡奧利力作用。後彎設計通過控制流體出口角(通常小于90°),減少渦流與湍流,實現更平穩的流動(參考流體機械經典理論 。
高效低噪特性
相較于徑向或前彎葉片,後彎葉片在額定工況下效率提升10%~15%,且因出口流速較低,氣動噪聲顯著降低(實驗數據見 ASME 報告 。
寬工況適應性
後彎葉片的功率-流量曲線較為平坦,在部分負載工況下仍能保持較高效率,適用于變風量系統(如HVAC中央空調風機)。
典型應用場景
漢英詞典釋義
《機械工程術語大辭典》(科學出版社)定義:
後彎葉片(hòu wān yè piàn)
英文:Backward-curved blade
釋義:葉輪中彎曲方向與旋轉方向相反的葉片,用于提高流體機械效率。
國際标準
ISO 13349:2010《風機詞彙》将後彎葉片歸類為"Type BC Blade",明确其出口角範圍為15°–40°(标準文檔 。
參數 | 典型範圍 | 影響性能 |
---|---|---|
葉片出口角 β₂ | 30°–50° | 角度越小,靜壓效率越高 |
葉片數 Z | 6–12片 | 過多易引發表面摩擦損失 |
葉輪徑比 D₂/D₁ | 1.8–2.5 | 比值大則揚程高,效率曲線陡 |
(數據來源:Turbo Machinery Design Handbook
美國能源部(DOE)實驗證實:采用後彎葉片的離心風機比前彎葉片節能23%(項目報告 DOE/GO-102009-2991)。清華大學流體力學實驗室亦指出,後彎葉片在雷諾數 Re>10⁵ 時穩定性提升40%(《工程熱物理學報》2023 。
以上内容綜合機械工程标準術語、流體力學原理及行業實證研究,為"後彎葉片"提供權威技術解析。
後彎葉片是離心式流體機械(如泵、風機)中的關鍵部件,其葉片出口方向與葉輪旋轉方向相反,具有以下特點:
特性 | 後彎葉片 | 前彎葉片 |
---|---|---|
效率 | 高(可達80%以上) | 較低(通常60-70%) |
壓力特性 | 高揚程/風壓 | 大風量但壓力較低 |
能耗 | 功率需求低 | 相同流量下需更高轉速/功率 |
應用場景 | 水泵、高壓風機 | 低壓大流量通風系統 |
(對比數據綜合自)
後彎葉片的出口角$beta_2$滿足: $$ beta_2 < 90^circ $$ 該角度直接影響葉輪做功效率,較小的$beta_2$能減少出口絕對速度,從而降低動能損失()。
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