前緣彎掠軸流轉(zhuǎn)子內(nèi)流特性的三維數(shù)值分析.pdf

1、軸流風(fēng)機在電站、石油化工、隧道通風(fēng)、能源動力和空調(diào)制冷等行業(yè)應(yīng)用廣泛,是這些應(yīng)用中的關(guān)鍵部件之一.隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展及日益苛刻的能源與環(huán)境的要求,這些領(lǐng)域?qū)S流風(fēng)機的性能要求越來越高.為了獲得高性能、低噪音,前緣彎掠葉片在動力和空調(diào)用軸流風(fēng)機中得到了廣泛應(yīng)用,大大提高了性能,降低了噪音,但是其減損增效的詳細機理仍不明確,因此采用成熟的CFD商用軟件對這種前緣彎掠軸流風(fēng)機內(nèi)流場進行研究有重要意義.該文應(yīng)用商業(yè)軟件FLUENT,采用Spal

2、art-Allmaras湍流模型耦合的雷諾時均N-S控制方程(RANS)對自行設(shè)計動力用前緣彎掠軸流葉輪在設(shè)計工況和小流量工況下的內(nèi)流進行數(shù)值模擬,同時與常規(guī)葉輪相比較.證明前緣彎掠軸流葉輪比常規(guī)軸流葉輪在內(nèi)流方面起到了一定改善作用,驗證前緣彎掠軸流葉輪設(shè)計的有效性.同時分析了開式中央空調(diào)用前緣彎掠軸流風(fēng)扇的流動狀況,重點考察了開式情況下葉尖渦、尾跡等流動現(xiàn)象的形成與發(fā)展,同時與PIV實驗結(jié)果相比較,初步揭示了葉片吸力面處葉尖渦及其渦核

3、的生成,發(fā)展和變化過程,同時發(fā)現(xiàn)有前緣分離渦和尾跡等流動現(xiàn)象,初步把握了這種風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的流動機制,并為改善其流場結(jié)構(gòu)和風(fēng)扇降噪提供了依據(jù).前緣彎掠軸流風(fēng)扇的外罩對風(fēng)扇性能有很大影響,因此該文還從改變空調(diào)軸流風(fēng)扇外罩形狀的角度入手,分析了現(xiàn)用的直板形外罩和新設(shè)計的圓弧形外罩在改善內(nèi)流方面的作用.結(jié)果證明新設(shè)計外罩明顯改善了內(nèi)流狀況,可為獲得外罩與風(fēng)扇的最佳配置提供進一步研究的基礎(chǔ).該文受國家自然科學(xué)基金項目(No.50176012)和教育部