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發(fā)布時間:2021-01-05 17:36  
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9-16風(fēng)機高速流體和低速流體相互拉動,導(dǎo)致動能損失較大,再加上二次流的阻礙,葉輪的流動質(zhì)量大大降低,這種結(jié)構(gòu)非常不利于風(fēng)機的運行。葉片切縫后,流道出口附近的速度梯度更加平衡,沒有回流。離心風(fēng)機及內(nèi)部三維流場的計算辦法依據(jù)作業(yè)原理的不同風(fēng)機能夠分為容積式、葉片式和噴射式三種。這是因為通過槽道的流動可以將吸入面出口附近的流體吹走,這不僅避免了流出的現(xiàn)象,而且還將低速流體吸入吸入吸入面,改善了葉輪內(nèi)部的流場。結(jié)果表明,當(dāng)裂縫正好位于上邊界層剝離的前端時,效果較佳。相比之下,9-16風(fēng)機葉片入口(段)開口間隙的速度沒有顯著變化。葉片出口發(fā)生了巨大變化。葉片出口處的速度分布變得更加均勻,而原葉輪出口處的速度從吸入側(cè)到壓力側(cè)變化很大,說明槽達到了預(yù)期的優(yōu)化目的。
(1)通過數(shù)值模擬研究了開槽對風(fēng)機性能的影響。結(jié)果表明,開槽有利于提高風(fēng)機的性能,對風(fēng)機的流場有很大的影響。
(2)開槽參數(shù)a/c=1.67,b/c=0.169時,風(fēng)機性能相對較佳,風(fēng)機總壓提高4.25%,效率提高1.49%。
(3)9-16風(fēng)機葉片切縫后,通過切縫的流體能有效防止葉片表面附面層脫落,減少流動損失,當(dāng)切縫位置與附面層分離前沿對齊時,效果佳,使轉(zhuǎn)輪出口流速更加均勻。
(4)本文所得到的較佳插削參數(shù)只能從有限的方案中選取,可能會錯過較佳插削角度和位置,有待進一步研究。

目前9-16風(fēng)機的湍流數(shù)值模擬方法有直接數(shù)值模擬法、雷諾時間平均法和大渦模擬法。每個湍流模型都有其各自的優(yōu)缺點。對于直接數(shù)值模擬方法,其優(yōu)點是可以在不引入經(jīng)驗?zāi)P图僭O(shè)的情況下模擬流場中各尺寸的湍流波動,因此被稱為精準的湍流波動。精細計算9-16風(fēng)機流體數(shù)值模擬方法的缺點是在直接數(shù)值計算中,網(wǎng)格尺寸要求很小,導(dǎo)致計算量的增加。風(fēng)機數(shù)值計算和測量的效率特性曲線表明,斜槽離心風(fēng)機的設(shè)計流量為0。它通常需要較大的內(nèi)存和快速的CPU,因此在實際工程中很難應(yīng)用。雷諾時間平均法是工程中常用的數(shù)值模擬方法。9-16風(fēng)機通過引入雷諾應(yīng)力的封閉方程,可以求解時間平均雷諾方程。其優(yōu)點是避免了直接數(shù)值模擬計算量過大的問題,但這些經(jīng)驗?zāi)P椭贿m用于有限的環(huán)境。直接數(shù)值模擬(DNS)是瞬時湍流控制方程的直接解。DNS的較大優(yōu)點是它不需要對湍流進行任何簡化或近似。理論上,可以得到相對準確的結(jié)果。然而,直接9-16風(fēng)機數(shù)值模擬所需的網(wǎng)格節(jié)點數(shù)量巨大,計算量大。目前,只有一些簡單的流動機理可以研究,如室內(nèi)空氣流動、靜水中的氣泡上升、顆粒與筒體在流動過程中的碰撞磨損等。


在9-16風(fēng)機的改進設(shè)計中,根據(jù)葉輪流道截面逐漸變化的原理,建立了風(fēng)機葉片型面成形的數(shù)學(xué)模型。對設(shè)計的流場進行了計算。計算結(jié)果表明,新設(shè)計的風(fēng)機性能較好。但仍有一些問題需要進一步解決和改進。
1。在9-16風(fēng)機葉片型線設(shè)計中,選擇了葉片安裝角隨葉輪半徑線性變化的規(guī)律進行設(shè)計,但風(fēng)機葉片型線的形成方法有多種形式。本文選擇了一種較為典型的線性成形方法,并取得了較好的效果。因此,可以對離心風(fēng)機葉片型線成形方法進行進一步的研究。
2。針對9-16風(fēng)機具體實例,本文采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格進行數(shù)值模擬,并利用Autogrid軟件提供的H型網(wǎng)格自動生成功能生成進水口和葉輪的最終網(wǎng)格。通過觀察風(fēng)機設(shè)計工況下葉片通道的流線圖,可以看出設(shè)計風(fēng)機長短葉片吸力面上仍存在一些分離現(xiàn)象。通過查閱文獻,發(fā)現(xiàn)一些流量控制方法可以改善葉片吸力面分離現(xiàn)象。因此,如果合理地將有效的流量控制方法應(yīng)用于設(shè)計風(fēng)機,可以使風(fēng)機的吸入面分離。性能進一步提高。
3。在數(shù)值計算方面,在計算條件允許的情況下,可以使用更密集的網(wǎng)格和近壁模型。在湍流模型方面,還值得進一步研究,以便在離心風(fēng)機的各種工況下得到更準確的結(jié)果。