5-51风机广泛应用于冶金、化工、钢铁、水泥等重工业。其结构特点是整体结构紧凑，叶轮宽径比小，内、外径比小，长、短叶片分布均匀，压力系数高，流量系数小，因此常用于高压、小流量场合。流量损失会降低5-51风机的实际压力，泄漏损失会降低风机的流量，叶轮损失和机械损失会导致风机附加功率的增加，从而降低风机的效率。针对风机效率低、加工工艺复杂等缺点，提出了一种改
5-51风机
5-51风机广泛应用于冶金、化工、钢铁、水泥等重工业。其结构特点是整体结构紧凑，叶轮宽径比小，内、外径比小，长、短叶片分布均匀，压力系数高，流量系数小，因此常用于高压、小流量场合。流量损失会降低5-51风机的实际压力，泄漏损失会降低风机的流量，叶轮损失和机械损失会导致风机附加功率的增加，从而降低风机的效率。针对风机效率低、加工工艺复杂等缺点，提出了一种改进的风机效率设计方案，并采用CFD数值计算方法进行了分析验证。
本文对风机进行改进和设计的主要思路是利用N-S方程和SSTK-U湍流模型计算斜槽风机样机的流量。数值计算结果与原始测量数据吻合较好，证明了该计算模型和数值计算方法的可行性。通过对5-51风机不同截面的等值线和流线的观测，分析了叶轮通道内流动损失的原因。通过控制叶片吸力面边界层的分离，降低了风机的内部流动损失。针对风机内部流动状况，提出了三种不同的改进方案。风机叶轮参数选择叶轮是风机的主要部件，叶片是将能量传递给流体的部件。在改进方案不能满足性能要求的情况下，对风机进行了重新设计。为了使风机叶片通道内的流动更加合理，根据叶轮通道截面面积逐渐变化的原理，建立了风机叶片型线形成的数学模型，并根据该数学模型完成了风机叶片型线的设计。风机叶片的设计采用“双圆弧”成形方法，不仅简化了风机的加工工艺，而且使风机的总压力提高到5257pa，效率提高到68%。后介绍了离心风机的瞬态计算方法，分析了瞬态计算中时间步长的选择原则。采用瞬态数值方法对新设计的风机内部流动进行了数值模拟。在瞬态计算结果稳定后，5-51风机采用FW-H模型计算了设计风机的气动噪声，远场噪声值为58dB。
当5-51风机改进后的方法不能达到预期效果时，采用现代风机设计理论完成风机的设计，详细介绍了风机各部件结构参数的选择原则。叶片成形方法是基于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。根据该数学模型，采用“双圆弧”拼接法完成了叶片型线的绘制。建立风机三维模型后，对网格进行划分，5-51风机采用N-S方程。结合SSTK-U湍流模型，对斜槽风机的原型风机、改进风机和设计风机进行了流量计算。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。将原型风机的计算结果与原始测量数据进行了比较，详细分析了SSTK-U湍流模型计算结果的准确性，即离心风机的数值计算。湍流模型的选择提供了很好的参考。5-51风机的瞬态计算方法，分析了瞬态计算中时间步长的选择原则。采用瞬态数值方法对新设计的风机内部流动进行了数值模拟。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。本文采用“风机三维建模-斜槽风机样机数值计算-样机内部流动特性分析-风机改进的确定和设计方案-噪声计算的瞬态法”的技术路线，完成了风机的改进和设计。斜槽风机。
离心风机的瞬态计算方法采用第二章所述的稳态计算方法。计算结果收敛后，将收敛结果作为瞬态计算的初始值。湍流模型仍然是sstk_uuu。采用隐式分离法求解离散方程。5-51风机的压力修正采用简单算法进行。01325*105pa，初始温度t=293K，轴向入口速度=18m/s，所有旋转壁（如前盘、后盘、叶轮叶片等）的输入速度n=1450r/min，其他非旋转壁（如蜗壳）的输入速度为零。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。时间步长由公式确定。离心风机空气动力噪声的计算离心风机运行时产生的噪声主要包括机械噪声、电磁噪声和空气动力噪声。离心风机的内部是复杂的三维非定常涡噪声。复杂流场结构与气动噪声的相关性是气动噪声研究中的一个难题。
为了了解三维流场结构对气动噪声的影响，在气动噪声预测中，采用条带理论方法确定叶片表面的气动参数。近年来，风机流场结构的研究取得了很大进展。在风机气动噪声预测中，建立了相应的物理模型和数学模型，介绍了复杂流场的数值模拟技术，进行了考虑三维流场的气动噪声预测计算，研究了流场结构对5-51风机气动噪声的影响。讨论了如何有效地控制风机内部流量，降低风机噪声。介绍了离心风机的瞬态计算方法，分析了瞬态计算中时间步长的选择原则。5-51风机采用多耦合仿生设计和数值计算方法，研究了仿生叶片的降噪机理。结果表明，仿生叶片的锯齿后缘结构可以有效地改变叶片后缘脱落涡的结构和频率，从而减小叶片表面的压力波动和气流对叶片前缘的影响，使A计权声压级提高。风机的EL可降低2.1db。Seung-heo等人[64]将叶片的线性后缘改为S形后缘，结果表明，S型后缘叶片能有效地降低空调风机的噪声，使5-51风机噪声降低到2.2dB左右。当S型后缘角为5度，叶片倾角适当增大时，可有效降低空调风机噪声。
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