間隙流動對對旋式通風(fēng)機內(nèi)流與性能影響的數(shù)值研究.pdf

1、對旋式通風(fēng)機中的軸向間隙是指通風(fēng)機前級葉輪與后級葉輪葉片平均半徑處前級葉片尾緣到后級葉片前緣問的軸向距離，葉頂間隙指的是葉輪葉片頂部與機殼之間的徑向間隙，它們均是對對旋式通風(fēng)機性能具有重要影響的幾何參數(shù)。而軸向間隙與葉頂間隙內(nèi)的流場分布是影響對旋式通風(fēng)機效率和壓升等性能參數(shù)的決定因素，開展對旋式通風(fēng)機軸向間隙和葉頂間隙區(qū)域的研究對高性能對旋式通風(fēng)機的設(shè)計具有重要意義。為此，本文以葉輪轉(zhuǎn)速為980r/min的FBCDZ系列(原BDK)20

2、號對旋式主通風(fēng)機為研究對象，針對4種不同軸向間隙和3種不同葉頂間隙下的對旋式通風(fēng)機進行了三維湍流流場的數(shù)值模擬研究。主要研究工作包括:
　　根據(jù)對旋式通風(fēng)機葉片的翼型截面數(shù)據(jù)，利用三維建模軟件建立了葉片的實體模型;為了獲得間隙內(nèi)的流動細節(jié)同時減小總網(wǎng)格數(shù)和計算工作量，針對不同的葉頂間隙和軸向間隙，分別建立了對旋式通風(fēng)機的單流道幾何模型;采用多面體網(wǎng)格技術(shù)，對單流道模型進行了網(wǎng)格劃分。
　　針對4種不同軸向間隙下的對旋式通風(fēng)機

3、單流道模型，進行了定常流動的數(shù)值模擬。數(shù)值模擬結(jié)果的分析表明:在一定的軸向間隙范圍內(nèi)，軸向間隙的增大，可以減小氣體對葉根處葉柄的流動沖擊，削弱兩級動葉輪間的干涉作用，提高后級葉輪入口氣流流動的均勻性和穩(wěn)定性，降低對旋式通風(fēng)機的噪聲。但增大軸向間隙的不利影響是，加大了對旋式通風(fēng)機的軸向尺寸，軸向間隙內(nèi)的全壓損失增加，導(dǎo)致對旋式通風(fēng)機的壓升和效率降低。
　　根據(jù)3種不同葉頂間隙下定常流動的數(shù)值模擬結(jié)果，得到了壓升和效率隨葉頂間隙變化的

4、曲線，對比分析了葉頂間隙的變化對通風(fēng)機性能及內(nèi)部流動的影響，得到的主要結(jié)論有:在同一工況下，隨著葉頂間隙的增大，通風(fēng)機的壓升及效率與葉頂間隙的變化不呈線性關(guān)系;葉頂間隙內(nèi)的泄漏渦在靠近葉片前緣處開始發(fā)展，沿流向泄漏渦的尺寸先增大后減小，并且渦核離開吸力面的位置基本呈線性變化。
　　在定常流動模擬的基礎(chǔ)上，分別針對以上7種不同間隙進行了非定常數(shù)值計算，得到葉輪及間隙內(nèi)監(jiān)測點處的壓力脈動分布，并分析了軸向間隙和葉頂間隙的大小對通風(fēng)機振