前緣彎掠開式軸流風(fēng)扇內(nèi)流結(jié)構(gòu)與特性的PIV實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、軸流風(fēng)機(jī)作為一種葉輪機(jī)械已有較長(zhǎng)的使用歷史,而應(yīng)用在空調(diào)器上的軸流風(fēng)機(jī)因其壓頭較低,通常被稱作軸流風(fēng)扇.軸流風(fēng)扇在空調(diào)器上主要用來(lái)對(duì)外機(jī)散熱器強(qiáng)制散熱,風(fēng)扇內(nèi)流結(jié)構(gòu)及其外特性對(duì)風(fēng)扇散熱效果和噪聲有著密切關(guān)系.近來(lái),為提升性能和降低噪聲,前緣彎掠型軸流風(fēng)扇在空調(diào)器上得到了應(yīng)用.然而對(duì)于此類風(fēng)扇內(nèi)流結(jié)構(gòu)及其特性的研究國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)卻不多見.PIV技術(shù)由于結(jié)合了流動(dòng)可視化技術(shù)和定量測(cè)量手段而其在流體機(jī)械流場(chǎng)測(cè)量中得到廣泛應(yīng)用,迄今為止,對(duì)前緣彎掠

2、軸流風(fēng)扇進(jìn)行PIV實(shí)驗(yàn)測(cè)量的研究尚未見公開報(bào)道.該文用PIV技術(shù)首次對(duì)開式前緣彎掠軸流風(fēng)扇內(nèi)流現(xiàn)象和流場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量.實(shí)驗(yàn)用軸流風(fēng)扇葉輪外徑556mm,輪轂比0.39,葉頂/葉根弦長(zhǎng)為284/126mm,葉片數(shù)4,流量系數(shù)0.34,葉輪設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速890rpm.在不同弦長(zhǎng)處布置與流道垂直的五個(gè)截面,從進(jìn)口方向拍得靠吸力面一側(cè)的流動(dòng)圖像.同時(shí)從流動(dòng)進(jìn)口方向拍得與轉(zhuǎn)軸垂直的四個(gè)截面的流動(dòng)圖像,在三種實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)速下進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)量.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,開式前

3、緣彎掠軸流風(fēng)扇在葉頂吸力面尾緣附近形成的葉尖渦流動(dòng),以一條與旋轉(zhuǎn)方向相反的斜線沿通流截面延伸與擴(kuò)散,一直到轉(zhuǎn)子下游出口,經(jīng)歷了一個(gè)生成、發(fā)展、擴(kuò)散的流動(dòng)過程.同時(shí)發(fā)現(xiàn)風(fēng)扇下游存在尾跡,且愈往流動(dòng)下游,尾跡愈弱,直至消失.在不同轉(zhuǎn)速下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)葉尖渦大小隨轉(zhuǎn)速增加而增大,葉尖渦影響范圍隨轉(zhuǎn)速增大而增大,尾跡影響隨轉(zhuǎn)速增大而增強(qiáng).實(shí)驗(yàn)結(jié)果為把握這種軸流風(fēng)扇的流動(dòng)機(jī)制,并為改善其流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和風(fēng)扇降噪提供了依據(jù).同時(shí)該文的研究豐富和發(fā)展了PIV