在总结以往研究经验的基础上,以箱式离心风机为研究对象,利用NUMECA软件对不同的叶片开槽方案进行了模拟,比较了不同方案下的风机性能优化,并结合分布确定了叶片开槽的较佳参数。叶轮内部流场。本文对箱式离心风机原叶轮开槽前的内部流场进行了数值模拟。结果表明,风扇叶片通道的吸力面发生了边界层分离,形成了一个较大的涡流区。(2)实验方法是利用的测量技术,建立
箱式离心风机
在总结以往研究经验的基础上,以箱式离心风机为研究对象,利用NUMECA软件对不同的叶片开槽方案进行了模拟,比较了不同方案下的风机性能优化,并结合分布确定了叶片开槽的较佳参数。叶轮内部流场。本文对箱式离心风机原叶轮开槽前的内部流场进行了数值模拟。结果表明,风扇叶片通道的吸力面发生了边界层分离,形成了一个较大的涡流区。(2)实验方法是利用的测量技术,建立离心风机在各种工况下的实验模型。后半段通道内,吸力面边界层分离较为严重,高速气流占整个通道宽度的65%左右。因此,可以通过在容易发生边界层分离的叶片端部开一个小间隙来防止边界层分离的产生和发展,从而使流经该间隙的部分流体能够吹走吸入面出口附近的流体。以往的研究表明,狭缝的大小对气流有很大的影响,但在粉尘环境中,狭缝过小(狭缝宽度约为2 mm)可能会被堵塞而失去其功能,这限制了该技术在实际中的应用。因此,为了确保箱式离心风机不发生堵塞,开口处有足够的间隙。考虑到工程实践中操作的方便性,用A的变化来表示缝的位置,用B的变化来控制缝角的大小。比较采用A/C(c为叶片弦长)与B/C的无量纲形式。在计算和优化槽位和槽角时,采用了固定一个比例和调整另一个比例的方法。



通过数值计算方法,观察离心风机蜗壳内部的流动情况,通过收缩蜗壳180°~360°之间的型线,改进后的离心风机出口静压,出口全压和风机效率都有所提高。
Beena D. Baloni等采用实验方法,对具有相同叶轮,箱式离心风机蜗壳采用等环量法与等平均速度法成型的离心风机内部流动特性进行了研究,结果表明采用等平均速度法成型的蜗壳内部气流的速度梯度与压力梯度都小于采用等环量法成型的蜗壳,内部流动情况更优。对流项采用二阶迎风格式离散,扩散项采用二阶中心格式离散,时间项采用二阶隐式格式离散。
箱式离心风机应用广泛,但由于其叶片结构复杂、叶道较长导致其内部流动损失较大,效率较低。改善计划一在保证斜槽风机外壳不变的状况下,将风机叶轮中的短叶片向内延伸,。复杂的叶片结构导致其加工工艺复杂,在批量生产时叶片模具制造的成本较大,一般企业都只单件生产甚至不生产,导致产品的供不应求。因此本文采用数值计算得方法,找到箱式离心风机内部流动损失的根源,改善风机内部的流动特性,提高风机的综合性能。
根据以上分析,本文对斜槽式离心风机进行了改进设计,从改善风机内部流动特性出发,首先在原型机的基础上进行改进,而后根据风机的现代设计方法,以合作单位的性能指标为设计条件,完成风机的设计工作,具体的内容如下:
本文通过查阅大量离心风机优化设计的文献,深入理解了风机的不同结构参数对风机内部流动特性的影响,并采用数值计算方法
(CFD)对风机原型机进行了数值模拟,通过观察风机不同截面处的等值线图和流线图,对风机的内部流动特性进行了分析,为离心风机的改进提供思路。引风机风量496800m3/h,全压6600pa,轴功率1086KW,设计电流146。以提高箱式离心风机的效率和增大其全压为改进目标,对风机的短叶片长度、增大风机叶轮的旋转直径和改变风机蜗壳蜗舌与叶轮的间隙,对风机性能的影响进行了研究。


本文采用N-S方程和SSTK-U湍流模型计算了箱式离心风机在不同工况下的稳态,并根据公式计算了设计工况下离心风机的压力、轴功率和效率。在得到风机性能参数的数值结果后,将不同工况下数值结果的误差值与样机原始测量结果进行了比较。在瞬态计算结果稳定后,利用FW-H模型对设计风机的气动噪声进行了计算。在完成箱式离心风机三维模型的建立、计算域的离散化(网格化)和边界条件的定义后,将箱式离心风机原型的不同工况进行了数值计算,并将其浇注到ANSYS Fluent。风机数值计算和测量的效率特性曲线表明,斜槽离心风机的设计流量为0.17kg/s,在设计工况下,风机的计算效率为48.1%。斜槽离心风机偏离设计工况时,小流量工况下效率急剧下降,大流量工况下效率变化缓慢,但效率仅为47%。斜槽离心风机的压力特性曲线表明,离心风机的总压力没有单调变化,但随着风机流量的增加,斜槽离心风机的总压力减小。非单调压力特性曲线表明,离心风机阻力变化较大时,风机风量变化较大,风机稳定工作面积较小。

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