葉片式流體設(shè)備數(shù)字化研發(fā)與優(yōu)化研究.pdf

1、葉片式流體機(jī)械作為流體介質(zhì)能量轉(zhuǎn)化的機(jī)械設(shè)備,廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域并發(fā)揮著十分重要的作用。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和制造業(yè)全球化的形成,各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)θ~片式流體機(jī)械的性能要求不斷提高,數(shù)字化技術(shù)不僅成為流體機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新的主要工具,而且是縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期和提高性能的有效手段。
　　 本文以R40軸流風(fēng)機(jī)為研究對(duì)象,采用數(shù)字化的方法對(duì)風(fēng)機(jī)葉片進(jìn)行了改進(jìn),并對(duì)其結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。
　　 首先,選擇一種空氣動(dòng)力學(xué)性能較好的翼

2、型,通過(guò)自行編制的MATLAB程序?qū)︼L(fēng)機(jī)葉片進(jìn)行了改進(jìn)計(jì)算；建立了風(fēng)機(jī)的計(jì)算區(qū)域,對(duì)湍流模型和網(wǎng)格進(jìn)行了考核,并分析了串行求解器和并行求解器以及不同節(jié)點(diǎn)數(shù)對(duì)收斂結(jié)果的影響。
　　 其次,應(yīng)用考核好的模型與網(wǎng)格,采用FLUENT軟件中SIMPLEC算法和Realizable k-ε湍流模型計(jì)算出軸流風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流場(chǎng),分析了風(fēng)機(jī)內(nèi)部的穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)和非穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)。獲得了軸流風(fēng)機(jī)內(nèi)部許多重要的流動(dòng)細(xì)節(jié)、速度和壓力分布規(guī)律及其性能參數(shù),并對(duì)影響軸

3、流風(fēng)機(jī)性能的主要參數(shù)進(jìn)行了對(duì)比模擬,可獲得各個(gè)參數(shù)對(duì)軸流風(fēng)機(jī)性能的影響:相同風(fēng)量下,安裝角增大時(shí)全壓增大；安裝角改變時(shí),最高效率點(diǎn)的包絡(luò)線沿拋物線變化,安裝角為33.8°時(shí),效率有最大值；轉(zhuǎn)速增加出口截面最大速度增加,同時(shí)渦流區(qū)域增大,流量一效率曲線呈平移趨勢(shì)。根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)風(fēng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,提高風(fēng)機(jī)效率。當(dāng)葉片安裝角φ=33.8°,電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1440rpm時(shí),風(fēng)機(jī)的效率有最大值,此時(shí)的最大值為0.7929。
　　 最后,對(duì)R