地鐵風機橢圓形葉片結(jié)構改進及其空氣動力學特性研究.pdf

1、地鐵風機作為地下通風系統(tǒng)的核心設備之一，經(jīng)常出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)失速的現(xiàn)象，導致發(fā)生邊界層分離，大范圍渦流的產(chǎn)生造成風機風壓的紊亂。旋轉(zhuǎn)失速的發(fā)生取決于葉片本身結(jié)構性能、氣流情況等因素，所以針對風機橢圓形葉片的空氣動力學特性分析及結(jié)構改進具有重要的理論意義和實際意義。
　　分別使用標準κ-ε、RNGκ-ε、Realizableκ-ε三種湍流模型與SIMPLE算法、SIMPLEC算法兩種速度壓力耦合算法進行組合對葉片進行空氣動力學特性分析，得到

2、不同算法下的阻力系數(shù)、升力系數(shù)以及升阻比在不同攻角下的變化曲線，并與實際的風洞試驗數(shù)據(jù)相對比。結(jié)果表明，RNGκ-ε模型和SIMPLEC算法的組合所得到的結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)最為貼近，從而確定了本文研究問題的方法。
　　對普通橢圓形葉片葉柵進行空氣動力學特性分析，得出了葉片在不同葉柵稠度條件下的速度矢量分布以及葉片尖端區(qū)域的速度矢量分布圖。結(jié)果表明，在葉柵稠度為σ=0.5時葉片具有較好的空氣動力學性能。
　　建立普通橢圓形葉片葉輪

3、整體的三維模型，對葉輪內(nèi)部流場進行數(shù)值分析模擬，得出葉片跨中及輪轂處的跡線分布情況，發(fā)現(xiàn)導致旋轉(zhuǎn)失速的原因是葉片尖端有渦流形成。對葉片進行結(jié)構改進，通過對比分析可得，新型葉片跨中部位流體流動速度最大與最小速度差值下降了約23％，且輪轂處流體的偏離情況也得到有效的好轉(zhuǎn)，葉片尖端的氣流渦流也基本消失。
　　對比分析改進葉片與普通橢圓形葉片的空氣動力學特性，得到對應的速度矢量分布圖、升阻力系數(shù)分布曲線及葉片上下表面壓力分布情況，結(jié)果表明