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

1、葉片式流體機械作為流體介質(zhì)能量轉(zhuǎn)化的機械設(shè)備,廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個領(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,各個應(yīng)用領(lǐng)域?qū)θ~片式流體機械的性能要求不斷提高,數(shù)字化技術(shù)不僅成為流體機械產(chǎn)品創(chuàng)新的主要工具,而且是縮短產(chǎn)品開發(fā)周期和提高性能的有效手段。
　　 本文以R40軸流風機為研究對象,采用數(shù)字化的方法對風機葉片進行了改進,并對其結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了優(yōu)化。
　　 首先,選擇一種空氣動力學性能較好的翼

2、型,通過自行編制的MATLAB程序?qū)︼L機葉片進行了改進計算；建立了風機的計算區(qū)域,對湍流模型和網(wǎng)格進行了考核,并分析了串行求解器和并行求解器以及不同節(jié)點數(shù)對收斂結(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湍流模型計算出軸流風機的內(nèi)部流場,分析了風機內(nèi)部的穩(wěn)態(tài)流場和非穩(wěn)態(tài)流場。獲得了軸流風機內(nèi)部許多重要的流動細節(jié)、速度和壓力分布規(guī)律及其性能參數(shù),并對影響軸

3、流風機性能的主要參數(shù)進行了對比模擬,可獲得各個參數(shù)對軸流風機性能的影響:相同風量下,安裝角增大時全壓增大；安裝角改變時,最高效率點的包絡(luò)線沿拋物線變化,安裝角為33.8°時,效率有最大值；轉(zhuǎn)速增加出口截面最大速度增加,同時渦流區(qū)域增大,流量一效率曲線呈平移趨勢。根據(jù)計算結(jié)果對風機參數(shù)進行優(yōu)化,提高風機效率。當葉片安裝角φ=33.8°,電機轉(zhuǎn)速n=1440rpm時,風機的效率有最大值,此時的最大值為0.7929。
　　 最后,對R