Mérés-alapú előtervezési irányelvek axiális ventilátor-lapátokról leúszó örvények figyelembe vételére

Experiment-based preliminary design guideli-nes for consideration of profile vortex shed-ding from low-speed axial blades

Abstract

The present study aims at extending the experimental database in the literature on profile vortex shedding with representative profiles used for low-speed axial fan blades. An analytical model was elaborated for representing the velocity RMS distribution in the near wake region. Utilizing the experimental results, the semi-empirical model available in the literature for predicting the frequency of profile vortex shedding was extended to low-speed axial fan applications. On this basis, quantitative guidelines have been formulated and are presented in the paper for consideration of PVS in preliminary design of axial fans rotor blades.

Kivonat

Jelen tanulmány célkitűzése a profil-örvényleválásról szóló szakirodalmakban fellelhető mérési adatok kiterjesztése olyan reprezentatív lapátprofilokkal, melyeket gyakran alkalmaznak kis-sebességű axiál-ventilátorok esetén. A mérési eredmények kiértékeléséhez egy új analitikus modell került kidolgozásra a leúszó örvénysorok képviselte sebességtér leírására. A mérési eredményekre támaszkodva kiterjesztettük az örvényleválási frekvencia becslésére vonatkozó fél-empirikus szakirodalmi modellt axiális ventilátorokra jellemző lapátprofilokra. Ezt alapul véve irányelveket származtattunk a profil-örvényleválás figyelembe vételére axiális ventilátor járókerék-lapátozás előtervezése során.

Jelen tanulmány a profil-örvényleválás jelenségének axiális átömlésű ventilátorokra való átültetésével foglalkozott egykomponensű hődróttal végzett szélcsatornás mérések útján. Egy új analitikus modell felhasználásával igazolásra került a méréseink hitelessége a profil-örvényleválás vizsgálatának szempontjából.
A félempirikus modell kiterjesztése és továbbfejlesztése révén a szerzők új lapátozás-előtervezési irányelveket származtattak. Ezek alapján megállapításra került, hogy kerülni kell a sugár mentén állandó lapát-húrhosszúságú, állandó lapátcirkulációra tervezett ventilátor-lapátozást.