在总结以往研究经验的基础上,以8-39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8-39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。后半段通道内,吸力面边界层分离较
8-39离心风机
在总结以往研究经验的基础上,以8-39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8-39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。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。在结构化网格生成过程中,边上节点的数目发生变化,往往导致相应的边节点发生许多变化。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8-39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。


8-39离心风机的点和难点在于以、高压、节能为风机的设计目标,要求产品性能达到或接近高压、技术水平的水平。但风机的性能参数是互补的、矛盾的。工作压力的增加也会导致电耗和噪声水平的提高,这是风机常见的技术问题。得到了由SSTK-U湍流模型计算的总压、效率和实验值的误差值。如何使风机的工作参数满足设计要求,提高风机的整体性能,不仅关系到单个零件结构设计的优化,而且关系到材料、制造、加工工艺和装配精度的优化。因此,这是一个对风机进行整体优化的系统工程,是8-39离心风机较大的技术难点。
另外,8-39离心风机的点如下:
(1)通过对斜槽离心风机样机的数值计算和内部流动特性分析,对样机结构进行了改进,并提出了各种改进方案。通过延长斜槽风机的短叶片,降低了风机所需的扭矩,提高了风机的效率;通过向外延伸风机的长叶片和短叶片,提高了风机的效率。大型风机叶轮的旋转半径可以增加风机的总压力,但效率基本不变。减小样机叶轮与蜗壳舌之间的间隙,不仅可以提高风机的总压,而且可以提高风机效率2.1%。为了保证离心风机工作的可靠性,风机的前盖与集流器之间和蜗壳与转轴之间,都要保持必定的空隙。为XQ斜槽风机的进一步改进和完善提供了良好的参考。
(2)取消原8-39离心风机的设计结构。根据叶轮流道横截面积逐渐变化的原理,建立了风机叶片型线成形的数学模型,并根据该数学模型完成了风机叶片型线的设计。叶片的“双圆弧”设计被原来复杂的“多圆弧”设计思想所取代,从而改善了原模型低压低效的缺点。
(3)放弃传统的以实验为基础的风机设计方法,以数值计算方法为主要研究手段,改进8-39离心风机的设计,降低风机的开发成本和周期,加快离心风机产品的更新换代。


8-39离心风机原型机的短叶片是在长叶片的基础上在直径为320mm的圆弧方位截断,改善计划一的短叶片长度进行了多种长度的挑选,并经过数值计算得到醉优的短叶片长度是在长叶片的基础上在直径为259mm的圆弧方位打断。改善完成后按照8-39离心风机原型机的数值计算方法,对改善后的风机进行数值计算,能够看出通过向内延伸斜槽式离心风机的短叶片,将风机的所需扭矩由4.53N.m降低为4.33N.m,使风机的功率进步了2.3%。在数值计算过程中,采用SSTK-U湍流模型进行稳态数值计算,稳态结果作为瞬态计算的初始值。能够看出在延伸短叶片后,改善计划一的风机短叶片吸力面的两个旋涡消失,叶片邻近的别离区显着的减小,但改善计划一的长叶片吸力面依然存在较大的别离区,因此风机的全体功率进步并不太显着。
增大8-39离心风机叶轮的旋转直径改善计划一使斜槽式离心风机的功率进步2.3%,但风机的全压值根本坚持不变,这样的改善计划并不能满足对风机全压值5000Pa的要求。因此本文依据风机规划的相似原理,即在风机满足类似条件的情况下,风机的全压值与风机的转速的平方和全压的平方呈正比,依据风机的类似规划原理,在满足类似规划条件下,相应的增大风机叶轮的旋转直径,能够有用的进步风机的全压值。因此,改进后的风扇与样机的几何相似性不满足风扇相似性原理的条件。

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