軸流風(fēng)機設(shè)計要素對性能影響的數(shù)值研究.pdf

1、軸流風(fēng)機在工業(yè)和生活中的應(yīng)用極為廣泛，同時也消耗大量能源。隨著我國面臨越來越大的環(huán)境治理和節(jié)能減排壓力，研制開發(fā)和使用高效風(fēng)機產(chǎn)品將是通風(fēng)機行業(yè)重點關(guān)注的領(lǐng)域。T35型軸流通風(fēng)機是我國使用了多年的通風(fēng)換氣產(chǎn)品，其應(yīng)用范圍也很廣，但現(xiàn)有的T35風(fēng)機效率還偏低。基于目前T35軸流風(fēng)機效率偏低的現(xiàn)狀，本文利用工程設(shè)計經(jīng)驗和現(xiàn)代設(shè)計方法研發(fā)了新T35軸流風(fēng)機，并且研究了幾個重要設(shè)計要素對其性能的影響。
　　本文首先介紹了軸流通風(fēng)機氣動設(shè)計

2、的工程方法特別是葉片設(shè)計，然后敘述了其進行風(fēng)機氣動性能模擬的整機三維流場數(shù)值模擬方法，包括數(shù)值建模、網(wǎng)格劃分、邊界條件設(shè)置、收斂判據(jù)等，并進一步探討了軸流風(fēng)機在不同數(shù)值建模、不同風(fēng)機出口靜壓后處理以及不同邊界條件設(shè)置下的性能計算結(jié)果的差異。通過采用合適的建模方式和數(shù)值模擬后處理使得數(shù)值模擬結(jié)果可以與實測結(jié)果進行比較。通過網(wǎng)格試驗得到了該風(fēng)機的整機數(shù)值模擬網(wǎng)格，為后續(xù)討論T35軸流風(fēng)機的設(shè)計要素對其性能的影響奠定了基礎(chǔ)。
　　其次，

3、本文在已有T35軸流風(fēng)機的基礎(chǔ)上得到了新T35軸流風(fēng)機的設(shè)計雛形，同時對已有氣動設(shè)計程序中的輸入輸出格式和部分經(jīng)驗參數(shù)設(shè)置進行了改進。改進后的程序不僅具有了高效靈活的特點，而且其可以很好的與后續(xù)的數(shù)值模擬進行銜接。在此基礎(chǔ)上本文通過對新T35軸流風(fēng)機的三維數(shù)值模擬，研究了該風(fēng)機的輪轂比、流型系數(shù)、葉片前傾和葉片前掠等設(shè)計要素對其性能的影響。
　　最后通過上述研究得出結(jié)論為：①隨著輪轂比的增大風(fēng)機全壓會先略增大而后減小，隨著輪轂比的

4、增加風(fēng)機效率大體上會逐漸減小。②風(fēng)機全壓會隨著流型系數(shù)的增大先增大后減小而后再增大，風(fēng)機效率會隨著流行系數(shù)的增大先增大而后減小。③隨著葉片前傾角的增大，風(fēng)機全壓和風(fēng)機效率均會減小。④風(fēng)機全壓會隨著葉片前掠角的增大先微減小后增大而后減小，風(fēng)機效率會隨著葉片前掠角的增大而波動性遞增。本文對以上的設(shè)計要素分析表明，T35軸流風(fēng)機最佳的設(shè)計是輪轂比為0.35，流型系數(shù)為0.1，不適宜采用前傾，應(yīng)該采用的是前掠。該設(shè)計方案下T35軸流風(fēng)機的性能比