长短复合导叶对两级动叶可调轴流风机 性能的影响

为研究长短复合导叶对动叶可调轴流风机性能的影响,以某大型两级动叶可调轴流风机为对象,构建了第二级导叶后部和前部长分别依次缩短10%等10种长短复合导叶方案,采用FLUENT软件对不同方案下的轴流风机进行了三维定常数值模拟,分析了复合导叶对风机性能、内流特征和静力结构的影响。研究表明:长短复合导叶对轴流风机的性能有显著影响,在中小流量侧导叶后部缩短10%和20%方案气动性能得到提升,在大流量侧则与之相反;其他缩短方案其性能均低于原风机,导叶后部缩短风机性能优于导叶前部缩短情形;在设计工况下,导叶后部缩短10%时第二级动叶表面压力发生变化、做功能力增强,整机熵产率有所增加,第二级动叶应力和总变形有所增大,振动减弱,但满足使用要求。     

新型地铁风机动叶安装角度的变化对风机性能的影响

对带有前后对称导叶的新型可逆轴流风机的内部流场进行了数值模拟,设计了4种可逆轴流风机并进行了新型可逆轴流风机的性能预测和流场分析,得出了动叶安装角的变化对可逆轴流风机性能的影响,随着叶片安装角度的增加,风机的最高效率增大,最高效率点对应的流量也相应增大,同时风机在较大的工况范围内均能保持较高的效率和压升.     

仿鸮翼叶片对轴流风机气动噪声特性的影响研究

基于逆向工程技术提取长耳鸮翅膀沿展向40%位置处的截面型线进行仿生翼型叶片重构,按照型线厚度分布规则应用于轴流风机叶片的改型设计中。由于轴流风机叶片的弯掠变化对风机气动性能有较大的影响,本文以原型风机的中弧线分布为依据,采用鸮翼的厚度分布进行轴流风机叶片的仿生设计。采用大涡模拟方法结合声类比FW-H方程的求解,对轴流风机的气动性能和噪声进行了数值模拟计算,并与原型风机性能进行比较,揭示了仿生叶片对轴流风机气动性能和噪声的影响。研究结果表明:仿生翼型既能保证轴流风机的气动性能,又能在一定程度上降低轴流风机的气动噪声。仿鸮翼叶片特殊的厚度分布有效降低了叶片表面的非定常压力作用和叶片表面的声压脉动强度。从获得的轴流风机的气动噪声频谱图可以看出:采用仿鸮翼叶片能够降低轴流风机中低频区域的宽频段噪声和离散噪声。     

新型弯掠动叶风机性能实验

本文将一种新型动叶－轴流式弯掠动叶风机的气动性能、气动噪声和噪声频谱的测量结果与轴流式径向动叶风机进行了对比，结果表明：弯掠动叶风机能够扩大失速裕度（稳定工作范围）和降低气动噪声。本文还对实验结果进行了机理分析，并讨论了弯掠动叶风机对宽频噪声和离散噪声的影响。通过对比分析稳定工况的气动噪声计算方案，得到了适于计算弯掠动叶风机气动噪声的计算方法。     

采用附加导叶的低压轴流风机气动噪声试验研究

在分析低压轴流风机气动噪声源及其理论模型的基础上，提出了在风机工作轮叶尖与沿叶高上、中、下后缘处设置附加导叶装置的方案，以控制叶尖间隙噪声与沿叶高各基元时栅叶片上尾缘脱落涡的湍流噪声。试验风机对比试验结果表明，采用这种附加导叶的低压轴流风机，与不带附加导叶的同类风机相比，气动噪声有明显的降低，测试值与湍流模型吻合较好；改善了叶面流速分布，提高了风机效率。     

机匣处理对轴流风机性能影响的数值研究

为研究机匣处理对通风机气动性能的影响,以OB-84型动叶可调轴流风机为对象,基于Fluent对不同机匣处理方案下的风机性能进行了三维定常数值模拟。研究表明:不同机匣处理方案对风机性能均有明显影响,设计工况及大流量下全压和效率均有所提升,小流量下则与之相反;机匣处理改变了吸力面与压力面的静压分布,叶顶泄漏流减轻,叶片中上部通流能力增强,做功能力增加;对比各种开槽结构,圆形槽结构提升风机性能最为明显。     

等-变环量设计叶片轴流风机性能研究

为了进一步优化传统低压轴流风机性能,提出了一种等环量设计与变环量设计结合的新型风机叶片设计手段——等-变环量设计,试验测试了等-变环量前掠叶片的性能参数,并采用数值模拟的方法详细地验证了本方法所设计出叶片的性能与内流特征。数值研究结果表明,相比于传统扭叶片,等-变环量设计方法对低压轴流风机前掠叶片的气动性能优化更加明显,设计工况下全压可提升4%;等-变环量设计使整体流域的轴向速度增大2%,改善了整体流动情况。     

叶片数对轴流风机气动性能影响的数值研究

叶片数量是影响风机气动性能与经济性的重要因素。本文针对空调器室外机用轴流风机的性能要求，设计了二叶片、三叶片和四叶片轴流风机。采用数值计算方法，研究了叶片数量对轴流风机气动性能的影响。研究结果表明：叶片数量越少，湍流度越大，风机进出口气流扰动加剧，气动涡流噪声也随之增大；二叶片风机由于其叶片数最少，其出口风量相比四叶片风机减少了23.5%，三叶片风机相比四叶片风机其出口风量减少了4.7%。随着叶片数量的减少，尽管风机做功能力有所下降，但叶片用材减少，风机的加工制造成本也相应降低。     

叶片顶切对大型轴流风机性能的影响

对等环量设计的动叶可调大型轴流风机的叶片进行顶切,通过整机三维流场分析,得到了不同轮毂比和不同动叶安装角度的风机性能曲线.通过采用两种流量系数表示方法,对切割后的风机性能进行了对比分析,发现当轮毂比从0.56变化为0.6和0.65时,即切割量小于叶片长度30％时,风机的无因次性能曲线基本没有变化;当轮毂比切割为0.7时,风机性能明显恶化,通过叶片切割来改变风机流量的方法不再适用.     

弯掠轴流风机叶轮不同安装结构的性能试验分析

结合国内低压轴流风机的发展趋势,针对一种前弯前掠叶片轴流风机,系统地进行多组进气性能试验,给出了测试得到的外部性能曲线,并讨论了叶片安装角、吹风方式和叶顶间隙对风机性能的影响,为低压轴流风机的优化匹配提供了依据。     

叶片尾缘凹陷结构对空调用轴流风机性能的影响

根据建立的窗式空调用室外机的数值仿真模型,首先对室外轴流风机的风量-静压特性进行数值研究,通过与实验测量的比较,验证了本文数值计算的有效性。考虑到轴流风机降噪的要求,本文研究了两种叶片尾缘凹陷结构对轴流风机气动性能和噪声的影响。进一步考虑到轴流风机风量的提升要求,考察了叶片高度变化对轴流风机风量和噪声的影响。研究结果表明,轴流叶片尾缘的凹陷可以改善叶片表面压力分布,减小叶轮叶片尾迹,降低室外风机气动噪声。在不同转速下对空调用室外轴流风机的风量和噪声进行测量,发现在小风量条件下采用叶片尾缘凹陷结构可降低风机噪音1.0d B以上;在大风量条件下,采用叶片尾缘凹陷结构,降噪效果有所下降。如果保持叶轮转速和半径不变,在可装配条件下,叶片高度从58mm增加到79mm,空调用室外轴流风机的风量较原型增加了75m~3/h,增幅达15.5%。     

轴流风机气动性能与气动噪声的模拟和实验研究

本文对某改进前后的弯掠叶片轴流风机进行了气动和噪声性能的实验和数值模拟。气动计算采用了定常转动坐标系结合SIMPLEC算法和标准k-e湍流模型,获得风机静压和叶片尾涡特征宽度分布,采用Fukano噪声简化模型获得测量点线性声压级;气动噪声模拟采用非定常滑移网格方法,利用FW-H声压模型获得声学接收点处的噪声频谱。结果显示,气动性能计算与实验较符合,噪声结果有偏差。     

基于AxSTREAM的动叶可调轴流风机后导叶的匹配设计

基于一体化透平机械设计平台Ax STREAM完成对某型商用R级动叶可调轴流风机的后导叶匹配设计;并对比分析了设计后R+S级和设计前R级风机的性能。结果表明,对R级动叶可调轴流风机匹配后导叶,能够部分地利用叶轮出口旋绕动能,提高通风机的压力,使得通风机效率也相应地得到提高。此外,为轴流风机的气动设计计算提供了快捷高效的数值方法。     

Y4-73离心通风机叶轮的高比转速优化设计研究

为了提高Y4-73离心通风机在大流量工况运行时的气动性能,在原通风机蜗壳不变的基础上,优化设计了一种高比转速叶轮,结合试验和数值模拟对其气动性能进行分析并研究了3种不同叶型对该风机性能的影响。研究结果表明,与改进前相比,高比转速离心通风机最高效率点向大流量工况偏移,虽然风机最高效率点的效率较原风机降低了3%,但在实际应用的大流量设计工况下,效率提升了10%。在此工作点下,改进后的高比转速叶轮与原蜗壳匹配性更好,叶片负荷提高,在靠近蜗舌和叶轮前盘处的流态有较大改善。当风机叶片为板型时,在设计工况下效率较薄翼型风机提升了1%。板型叶轮叶道内的流动分离现象有所减弱,尾迹损失小,叶轮出口气流角较大,使得叶轮出口处有效通流面积增大,从而提升了叶轮的做功能力,同时减小了蜗壳内的流动损失。     

叶片进口安装角对多翼离心风机噪声的影响

应用数值模拟的方法,分别对多翼离心风机进行了稳态、非稳态及声学计算,并进一步研究了叶片进口安装角对多翼离心风机性能和噪声的影响,获得了风机在设计流量下的性能、蜗舌处压力脉动及风机进口噪声随叶片进口安装角的变化规律。最后,在对数值结果分析的基础上,获得了提高风机性能及降低风机噪声的最佳叶片进口安装角。     

板型及机翼型对旋轴流通风机气动性能测试及比较

采用模型性能试验方法，对板型及机翼型叶片的对旋轴流通风机的气动性能进行了比较，通过测量这两种叶型的风机在不同叶片安装角下的流量、全压及轴功率，得到了叶片型线及安装角对风机气动性能的影响规律。试验结果表明机翼型叶片在全压效率、稳定运行范围及高效运行范围比相应的板型叶片具有优越性；在设计工况附近，机翼型风机的第一级叶轮安装角对气动性能的影响较大，而板型风机的第二级叶轮安装角对气动性能影响较大。     

轴流风机后导叶三维数值优化设计方法及其应用

基于轴流风机安装后导叶能明显改善性能,但用目前使用的二维理想的工程方法无法设计良好导叶,必须通过大量后导叶安装角试验,才能改进使用。本文提出轴流风机后导叶三维数值优化设计方法,并用于一个商用风机,设计工况全压和全压效率均提高13%,有很好的变工况性能;本文还对比了用传统工程方法设计的后导叶的性能。     

小型风机气动─声学性能实验

建立了非自模化区域内（外径≤200mm的小型风机的气动一声学性能试验台，并对试验台的方案进行了论证。对非自模化区域内小型风机（弯掠动叶和径向动叶）进行了气动一声学性能实验。结果表明，在非自模化区域内小型弯掠动叶风机仍能提高气动效率，降低气动噪声。     

MVR高压离心风机性能分析与优化

以MVR系统常用的高压离心风机为研究对象,利用数值模拟技术对风机流场进行三维不可压缩定常流动计算,重点分析高压离心风机内部流场的分布规律,然后以风机性能试验验证数值计算方法的可靠性。在此基础上,研究叶片出口安装角度对风机气动性能的影响。数值结果表明,把叶片出口安装角由41°改为44°可以提升风机在大流量工况下的全压和全压效率。     

大型动调轴流风机动叶角度对动应力的影响研究

动叶角度调节是提高风机效率的有效手段,但其对叶片的动应力有重要的影响,若调节不当,将会危及风机的安全运行。本文研究了某大型矿井用动叶可调轴流风机叶片在不同动叶角度下,叶片所受气流激振力特性,以及在气流激振作用下叶片的动应力。结果表明随着动叶角度增加,叶片所受气流激振力不断增大,叶片所受动应力以及振动响应值不断增加,在叶片排气侧70%叶高处出现明显的高应力区域。大角度下叶片动应力为小角度下的47倍,叶片振动幅值剧烈增加,长期在大角度下运行会导致叶片出现高周疲劳破坏。计算所得高应力区域与实际叶片破坏位置一致。因此,动调叶片在设计过程中需考虑动叶角度对叶片强度及寿命的影响,采用叶片动态监测是确保叶片可靠安全高效运行的重要保障。