叶片数对轴流风机气动性能影响的数值研究

叶片数量是影响风机气动性能与经济性的重要因素。本文针对空调器室外机用轴流风机的性能要求，设计了二叶片、三叶片和四叶片轴流风机。采用数值计算方法，研究了叶片数量对轴流风机气动性能的影响。研究结果表明：叶片数量越少，湍流度越大，风机进出口气流扰动加剧，气动涡流噪声也随之增大；二叶片风机由于其叶片数最少，其出口风量相比四叶片风机减少了23.5%，三叶片风机相比四叶片风机其出口风量减少了4.7%。随着叶片数量的减少，尽管风机做功能力有所下降，但叶片用材减少，风机的加工制造成本也相应降低。     

离心风机叶片斜切的计算与试验研究

叶片进口端斜切可以改善离心叶轮进口流动,提高风机性能。本文采用采用数值仿真对斜切前后风机内部流场进行了分析,揭示了斜切处理对风机性能的影响。样机试验表明叶片斜切能够对风机性能产生有效的改善作用,对离心风机节能改进具有较高的应用价值。     

不同叶片厚度对轴流风机流动特性影响的数值模拟

为了获得不同叶片厚度对轴流风机流动特性的影响,对叶片相对厚度为6%、9%、12%以及15%的4种风机进行了数值模拟。结果表明:薄叶片风机在设计流量点附近有更好的气动性能,但流量变化对风机性能的影响明显大于厚叶片风机,厚叶片的风机有更大的稳定工作区间。叶片厚度的增加,改善了叶片前缘附近的流动情况,但使叶片尾缘附近的做功能力减弱,流动分离更加严重;减小了叶顶泄漏流对主流的影响和叶顶二次流动强度,但叶片中尾部二次流强度增加,使流动失稳,增加了能量损失,使得风机气动性能降低。     

离心式清洁风机的优化设计

针对纺织车间中清洁风机气动性能不足的问题，采用数值模拟与试验结合的方法对其进行研究。以静压、风量和效率为主要参数，采取分组优化的方式分别对叶片叶形和进出口安装角进行设计，并通过数值计算对各方案风机的气动性能及其流场进行分析。结果表明：Bezier函数拟合的新叶形，叶片流道面积增加9.4%，迎风面曲率和宽度的加大，使得叶道内流场分布优于原叶片，压力分布更趋平滑，对静压提升效果最明显，相比原风机增幅为10.9%；以降低流力损失为目标，通过粒子群寻优法知，进出口角的适当改变对风量、效率的提升效果最明显，相比原风机增幅分别为7.2%,5.1%。结合两组方案的最优解，确定最终风机模型。优化后风机的静压提高12.9%，风量提高8.1%，效率提高7.2%，大于分组设计中各方案单一优化的结果，符合实际生产需求。分组优化可以避免各动静部件之间的协同干涉作用，最大限度的提升风机性能。     

后向式离心通风机长短叶片的数值研究

为了研究短叶片对后向式离心通风机性能的影响,对某风机厂的JMF No4.3A型离心风机加短叶片的叶轮模型进行了数值研究.数值方法采用RNG k-ε湍流模型和SIMPLEC算法.主要研究了长短叶片数、短叶片长度、短叶片周向位置以及短叶片的安装角度对后向式离心通风机性能的影响.为方便比较,计算结果做成了无因次曲线的形式.结果表明:对后向式离心通风机而言,短叶片长度影响风机的做功能力和效率:短叶片的周向位置则对压力和效率均有较大影响.特别是对效率的影响最大;而短叶片的安装角度则对风机的性能影响较小.     

纯电动清扫车动力风机改型与优化

为提升纯电动类清扫车车用动力离心风机的性能,针对某风机转子叶轮进行了叶片型线改进和多目标优化。采用圆弧型叶片替代原始风机叶片,并建立叶轮参数化模型以便优化。结合最优拉丁超立方采样方法、 Kriging模型和改进的NSGA-Ⅱ算法,以全压效率和全压为目标对叶轮进行了多目标优化。优化前后的数值模拟结果表明:单独叶轮优化后全压效率提高0.72%、全压升提高3.8%,优化后叶轮匹配原蜗壳整机性能比原始风机整体提高,设计工况下,全压效率提高0.46%,全压升提高1.9%,达到了预期的提高风机性能且降低叶型加工难度的设计目的。     

叶片数对多翼离心风机性能影响的分析

多翼离心风机流道窄,叶片数分布多,压力系数及流量系数大。叶片弦长短、数目多,导致稠度大,这种风机内部滑移系数有别于其他类型离心风机。科学合理的设计叶片数,会使多翼离心风机得到好的尾迹流场分布。为了研究稠度对风机性能影响。本文选取三种不同叶片数目的叶轮作为研究对象,通过数值仿真手段,对其内部流场及外部特性展开研究,研究结果表明:有48片叶片的多翼离心风机,具有较好的内流分布及外部特性,最后通过性能试验对这一结论进行了验证。     

增加短叶片的9-26型风机流场数值模拟

风机的设计过程中,可以采用在长叶片中间安装短叶片的方法来提高风机性能.为了深入了解增加短叶片后的风机流场,应用计算流体力学软件Fluent对某9-26型高压离心风机进行了加装短叶片后的数值模拟并对结果进行分析.计算结果显示,在相同的进出口条件下,增加短叶片的风机流量可增加约5%,出口全压平均增加约10%,叶片的长短对流量的增加也有所影响.计算中所采用的是标准k-ε湍流模型与非结构化网格.模拟结果可以有效帮助人们改进风机性能.     

完全可逆轴流风机的设计与优化

针对可逆轴流风机S型叶片正反向运行损失较大,效率难以大幅度提高的问题,本文分析了组合叶栅相对于S型叶片的优势,采用组合叶栅的构想设计组合叶片可逆风机;采用可控涡扭向规律的设计方法设计出高效轴流风机单转子;为了探索可逆风机组合叶片设计中前后排叶片的相对位置对风机总性能的影响,对组合叶片设计进行了基于不同轴向和周向位置的布局探索,共建立了16套不同的转子模型,并进行详细的数值计算和分析对比,得出了可逆风机组合叶片设计前后排叶片布局的最佳方案,最终得到的完全可逆风机的性能满足要求,正反风效率均在85%以上。同时,由于前后排叶片的完全对称布置,保证了风机正反风性能的完全可逆性。     

长短叶片离心通风机的数值研究

为了研究短叶片对前向离心通风机性能的影响,对9-26型离心风机加短叶片叶轮的模型进行了数值研究。采用RNG-k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,主要研究了短叶片长度、短叶片周向位置、短叶片的安装角度以及长短叶片数对风机性能的影响。为方便比较,计算结果做成了无因次曲线的形式。结果表明,短叶片长度主要影响风机的做功能力;短叶片的周向位置则对压力和效率均有较大影响;而短叶片的安装角度则对风机的性能影响较小。