低压轴流风机噪声的数值预估

采用流场三维数值模拟结果,得到叶片边界层数据,再用尾流脱落模型进行低压轴流风机的噪声预估;两个样机实验表明,采用这种方法得到的预估结果和实验结果比较吻合。     

低压轴流风机的轴向速度分布

对低压轴流风机的轴向速度分布作了研究，得出了轴流风机轴向速度的分布形式，其结论可供风机设计者参考。     

进气预旋的轴流风机流动的数值分析

通过数值模拟,对某单级轴流风机内的流动进行分析,计算结果表明：随着预旋角的增大,静压、全压、轴功率以及效率都随之减小。在负预旋情况下,叶顶前缘处存在明显的低压区。吸力面的分离对预旋角变化敏感。随着预旋角的减小,流场的非定常性也增强,分离尺度增强。     

对旋式轴流风机全角度整机数值模拟及试验验证

通过对对旋式轴流风机采用不同的湍流模型进行多角度和多工况点整机数值模拟,并对比试制样机试验数据,探索湍流模型的规律性,为对旋式轴流风机全角度整机数值模拟下湍流模型的合理选择,提供了一定的依据;通过全角度整机数值模拟,有效地验证了全角度下风机的气动性能特性和设计工况点的合理性,并对I、II级叶轮叶片安装角进行正交数值模拟试验,筛选出I、II级叶轮叶片最佳匹配角度,通过进一步分析最佳匹配角度的气动性能,探索了两级叶轮功率最佳匹配关系。     

对旋式轴流风机变环量流型的改进设计

为进一步提高对旋式轴流风机设计性能,在采用等环量设计方法优选得到的高压比、高效率风机设计方案基础上,在保证设计点两级等负载分配前提下,采用变环量流型设计方法,分别对比研究了两级转子不同展向载荷分配规律对对旋式轴流风机性能的影响,从中确定了性能最佳的两级转子径向载荷分布规律,并给出了近似描述该变化规律的数学表达式.     

对旋轴流风机三维流场的非定常数值模拟研究

应用三维非定常数值计算方法对矿用对旋轴流风机的非定常特性进行了数值模拟研究.数值计算中将SIM-PLE算法与RNG k-ε湍流模型相结合,以风机三维全流道为计算域,获得了对旋风机不同特征面上压力特性的非定常分布.计算结果表明,对旋风机在一个旋转周期的不同时刻,其内部流场存在显著的非定常特性.     

不同叶片厚度对轴流风机流动特性影响的数值模拟

为了获得不同叶片厚度对轴流风机流动特性的影响,对叶片相对厚度为6%、9%、12%以及15%的4种风机进行了数值模拟。结果表明:薄叶片风机在设计流量点附近有更好的气动性能,但流量变化对风机性能的影响明显大于厚叶片风机,厚叶片的风机有更大的稳定工作区间。叶片厚度的增加,改善了叶片前缘附近的流动情况,但使叶片尾缘附近的做功能力减弱,流动分离更加严重;减小了叶顶泄漏流对主流的影响和叶顶二次流动强度,但叶片中尾部二次流强度增加,使流动失稳,增加了能量损失,使得风机气动性能降低。     

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.     

空调室外开式轴流风机数值模拟与性能预测

应用不可压缩Navier-Stokes方程和RNGκ-ε湍流模型对空调用轴流风机的内部流动特性进行了数值模拟计算,并进行了相应的性能实验.讨论了两种叶轮匹配同一室外机时对内部流场的影响.研究结果表明,新设计的B叶轮的叶顶涡流区得到了明显的缩小,并且有外移的趋势,减小了涡流的存在而产生的对内流场的阻塞,内流状态得到了较大的改善;在设计工况点,B叶轮在气动性能基本保持不变的情况下降低了噪声.     

轮毂间隙对轴流风机性能和流场影响的数值与实验研究

采用实验和数值模拟的方法,研究了有、无转、静子间轮毂间隙的轴流风机的性能和流场,考察了轮毂间隙对风机性能和流场细节的影响。结果表明:轮毂间隙对风机性能的影响很大,使风机全压和静压都有较大幅度的下降;转子中的流动稍有改善,但静子中流动大幅恶化;由泄漏流引起的回流、分离和旋涡等使静子中靠近轮毂处流场十分复杂。     

空调风扇数值模拟及流道结构的优化

用三维流场计算软件，对空调用轴流风扇的内部流动特性进行厂数值模拟计算，讨论了不同的简化模型对计算结果的影响。初步分析了风扇内部的流场结构，旨在为降低噪声设计提供依据：性能试验结果验证了CFD计算的有效性，研究表明，流道结构的合理调整，可以提高风量并有利于噪声的降低．     

大功率机车用轴流冷却风机叶轮的改进设计

大功率电力机车发动机用冷却风机是保证机车运行安全的重要设备,但目前国内该类车用冷却风机主要依赖进口.论文在一维设计基础上,通过三维数值软件 NUMECA 对某大功率8轴机车用轴流冷却风机叶轮进行方案分析并改进设计,获得了性能较好的叶轮模型.在满足外形尺寸不变及限制功率的前提下,降低转速和流量,实现了出口风压相对提高并改善了效率,该冷却风机已装车运行.     

离心通风机叶轮内部流场数值模拟

采用流体计算软件NUMECA,对一离心通风机叶轮进行了数值计算。结果表明叶轮设计流量大于系统所需流量,实际工作时叶轮在失速工况下运行,内部的流动分离现象十分严重。     

带扩散塔的矿用对旋式轴流通风机三维流场数值模拟

以带扩散塔的矿用对旋式轴流通风机为研究对象,应用计算流体力学软件FLUENT对通风机气动性能进行三维流场模拟,研究通风机内部三维流场的流动状况;结果表明:受扩散塔结构的影响,气流在进入扩散塔区域后其速度和方向发生了改变,导致气流在扩散塔出口处左侧区域的流动速度变得缓慢,而在扩散塔出口处右侧区域其气流的流动速度却变快。同时在靠近扩散塔左壁面区域出现了回流现象,从而造成了气流流速和压力在扩散塔出口处的分布极不均匀,加大了气流与右壁面的摩擦,进而降低通风机的气动性能。针对现有通风机扩散塔结构设计中存在的不足,文中提出了相应改进方案,该方案可以有效遏制扩散塔出口处回流的形成,改善通风机流道内气流的流动状况,同时提高矿用对旋式轴流通风机的气动性能。研究结果对矿用对旋式轴流通风机的优化设计具有一定的指导意义。     

基于CFD的地铁用轴流风机性能模拟

为优化地铁用轴流风机的设计方案,缩短设计周期,减少设计试验所消耗的人力和物力,应用商用计算流体力学(CFD)软件FLUENT,建立风机物理模型和计算模型,采用四面体非结构化网格对物理模型进行网格划分,根据实际条件设置边界条件,对地铁轴流风机在不同转速下的压力场、速度场进行模拟。得出在不同风量下的全压和效率值,并将模拟结果与试验结果作了对比,两者基本吻合,尤其是额定工况下的风量和风压,较为接近。说明应用CFD对风机进行数值模拟的结果是可信的,对设计可以起到指导性的作用。     

T40风机最佳轮毂比数值优化分析

本文运用CFD数值模拟技术,针对T40风机,通过不同轮毂比方案进行流场结构与气动特性的比较分析,结果表明：在推荐轮毂比范围内,轮毂比跟压升和效率几乎呈线性递减关系,最高效率点出现在轮毂比0.35处,T40风机效率值仅处于中间水平;叶片扭曲轴线处和叶顶部分承受了最大载荷,轮毂比0.45时叶片负荷最小;轮毂比0.325时,周向平均径向速度分布出现明显＂畸变＂。     

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。     

应用CFD数值模拟对离心通风机叶轮进行设计分析

以CFD理论为依据,借助Flo Works软件对离心通风机叶轮内部流场进行三维数值模拟。将数值模拟结果与试验结果对比,显示了数值模拟具有较好的准确性和可信度。     

进口速度畸变对轴流风机性能影响的全周数值研究

采用全通道数值模拟方法,通过设置周向角度相同、径向位置不同的速度畸变区域,分析了畸变条件下低压轴流风机性能及流场的变化规律。计算结果表明,该方法可以清晰描述流场参数的分布情况,设置的进口速度畸变方式会使风机效率降低,静压升变大,转子进口相对气流角分布与叶型极不匹配,造成进口冲角绝对值较大,叶栅通道内的流动恶化,流动损失增加,并且风机出口的压力沿周向分布的不均匀性增强。