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發(fā)布時間:2021-06-15 05:07  
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以8-39離心風機為研究對象,利用NUMECA 軟件對其葉片進行開縫數(shù)值模擬,結果表明,開縫對風機內部流場有一定優(yōu)化作用,并依據(jù)葉輪流場和風機性能的改善情況,確定了較優(yōu)的開縫角度和開縫位置,在較優(yōu)開縫方案下,流體在流道出口的速度比較均勻一致,且風機全壓提高4.25%,效率提高1.49%。8-39離心風機葉輪由若干結構參數(shù)組成,這些參數(shù)對離心風機的性能有著重要的影響。
風機屬于通用機械類。它們廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個部門。風機是工農業(yè)生產(chǎn)不可缺少的設備。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)驗模型只適用于有限的環(huán)境。據(jù)統(tǒng)計,風機用電量約占全國總用電量的9%。目前,離心風機在我國能源系統(tǒng)中占有很大的比重。因此,提高離心風機的性能對于工礦企業(yè)節(jié)能增效具有重要意義。8-39離心風機的節(jié)能方法主要是從運行調整和結構改造兩個方面進行的,對運行調節(jié)的研究非常廣泛;8-39離心風機結構改造主要包括換流器的安裝、動靜葉的改造等,目前對風機葉片開槽技術的研究還不多見。而且工程應用不廣泛。清華大學等人通過對長、短葉片的開槽,使離心風機的性能曲線變平,區(qū)變寬,使非設計性能更好。對葉片弦縫進行了研究,改善了葉柵周圍的壓力分布,降低了總壓損失15.8%。研究了吸入點和回流點的位置,即狹縫的位置,并提出了良好的建議。楊科等人對航空工業(yè)風力機的開槽問題進行了研究。模擬了不同攻角下的上、下風面開槽和自下而上的開槽。分析了不同工況下的流場和流線分布。結果表明,開槽對改善風力機靜失速特性非常有益。


8-39離心風機原型機的短葉片是在長葉片的基礎上在直徑為320mm的圓弧方位截斷,改善計劃一的短葉片長度進行了多種長度的挑選,并經(jīng)過數(shù)值計算得到醉優(yōu)的短葉片長度是在長葉片的基礎上在直徑為259mm的圓弧方位打斷。對于直接數(shù)值模擬方法,其優(yōu)點是可以在不引入經(jīng)驗模型假設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。改善完成后按照8-39離心風機原型機的數(shù)值計算方法,對改善后的風機進行數(shù)值計算,能夠看出通過向內延伸斜槽式離心風機的短葉片,將風機的所需扭矩由4.53N.m降低為4.33N.m,使風機的功率進步了2.3%。能夠看出在延伸短葉片后,改善計劃一的風機短葉片吸力面的兩個旋渦消失,葉片鄰近的別離區(qū)顯著的減小,但改善計劃一的長葉片吸力面依然存在較大的別離區(qū),因此風機的全體功率進步并不太顯著。
增大8-39離心風機葉輪的旋轉直徑改善計劃一使斜槽式離心風機的功率進步2.3%,但風機的全壓值根本堅持不變,這樣的改善計劃并不能滿足對風機全壓值5000Pa的要求。非單調壓力特性曲線表明,離心風機阻力變化較大時,風機風量變化較大,風機穩(wěn)定工作面積較小。因此本文依據(jù)風機規(guī)劃的相似原理,即在風機滿足類似條件的情況下,風機的全壓值與風機的轉速的平方和全壓的平方呈正比,依據(jù)風機的類似規(guī)劃原理,在滿足類似規(guī)劃條件下,相應的增大風機葉輪的旋轉直徑,能夠有用的進步風機的全壓值。





穩(wěn)態(tài)解常被用作瞬態(tài)分析解的初始值。8-39離心風機采用數(shù)值計算方法對鋸齒后緣離心風機的氣動噪聲進行了數(shù)值研究。在數(shù)值計算過程中,采用SSTK-U湍流模型進行穩(wěn)態(tài)數(shù)值計算,穩(wěn)態(tài)結果作為瞬態(tài)計算的初始值。對風機的流場和噪聲進行了計算、分析和研究。為了保證離心風機工作的可靠性,風機的前蓋與集流器之間和蝸殼與轉軸之間,都要保持必定的空隙。利用CFX商用軟件對燃氣輪機輪緣密封進行了穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)數(shù)值研究。結果表明,8-39離心風機考慮靜、動葉相互作用和靜葉非定常尾跡等實際流動特性,用瞬態(tài)計算方法得到的靜盤密封效率低于穩(wěn)態(tài)計算得到的靜盤密封效率。然而,瞬態(tài)計算結果更為準確。對液力變矩器的流場進行了瞬態(tài)計算,準確預測了液力變矩器內的實際流量。通過與實驗數(shù)據(jù)的比較,發(fā)現(xiàn)誤差很小,證明了瞬態(tài)計算方法對液力變矩器流場分析的正確性和有效性。8-39離心風機采用穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)計算方法對離心風機進行了計算。在瞬態(tài)計算中,穩(wěn)態(tài)計算結果作為瞬態(tài)計算的初始值。在瞬態(tài)計算結果穩(wěn)定后,計算出設計風機的噪聲值。