叶片顶切对大型轴流风机性能的影响

对等环量设计的动叶可调大型轴流风机的叶片进行顶切,通过整机三维流场分析,得到了不同轮毂比和不同动叶安装角度的风机性能曲线.通过采用两种流量系数表示方法,对切割后的风机性能进行了对比分析,发现当轮毂比从0.56变化为0.6和0.65时,即切割量小于叶片长度30％时,风机的无因次性能曲线基本没有变化;当轮毂比切割为0.7时,风机性能明显恶化,通过叶片切割来改变风机流量的方法不再适用.     

多设计载荷工况下风机整机动载荷特性分析

为研究风力发电机组在多种设计载荷工况下的动载荷特性,采用SIMPACK、TurbSim和AeroDyn软件协同仿真,以某5MW近海风力发电机组为例,在SIMPACK中建立其整机气-弹-控耦合仿真模型;根据IEC61400-1中规定的设计载荷工况,将风机叶片和塔架考虑为柔性体,使用PID变桨控制策略,模拟风机在正常湍流、极端湍流以及空载工况下风机运行情况,获得了风机轮毂处风速、叶片变桨角度及叶片载荷变化曲线;并对叶片根部载荷做频谱分析,发现叶根载荷频谱中轮毂转频对应频率处出现较大的峰值,是影响叶片疲劳寿命的主要因素。研究结果可为风力发电机组仿真及优化设计提供参考。     

动车组用冷却风机的开发研究

近年来,随着我国高铁事业的迅速发展,国产化需求迫切,针对车上冷却系统中冷却风机进行设计和研究,通过相似理论计算和试验方式,测试得到风机的各项性能数据。从风机直径、叶片数量、宽度和轮毂比的特性对风机的性能对比分析研究,最后成功地研发三款不同要求的风机产品。试验证明,在一定范围里加大叶片宽度以及增加叶片数量能够增强风机的流量和压力,降低轮毂比,能加大风机的流量但使得风机的抗阻能力降低。     

CZ-80高效轴流风机的设计和优化

近年来,市场上对高效节能风机的需求越来越大。本文对CZ-80船用风机进行了全面的设计和优化,重点对叶片、轮毂、导流器等关键部件分别进行了设计优化:基于变环量设计方法,采用NACA C4翼型作为基础翼型,针对叶轮轴向尺寸问题和叶片角度调整时叶根间隙问题,设计了球形凹陷轮毂;导流器采用后掠等弧变弦长导叶和锥形导流筒。设计了一款高效风机,采用C型和D型测试装置,分别测试了导流锥、叶尖间隙对风机效率的影响,并测得该优化风机的最高效率达85.6%。     

采用仿海鸥翼型叶片提升轴流风机气动性能的研究

为提升轴流风机的气动性能,受到具有良好滑行飞行性能的海鸥翅膀独特的翼型结构的启发,本文研究通过提取海鸥翅膀特定截面位置处的翼型结构应用于轴流风机的叶片设计中,考察了叶片仿生设计对空调器用轴流风机气动性能的影响。首先采用数值计算方法求解定常流动雷诺时均Navier-Stokes方程,对仿海鸥翼型叶片的轴流风机的气动性能及其内部流场进行分析,然后采用大涡模拟方法和FW-H声类比方法对轴流风机的气动噪声进行数值预测。结果表明：在相同的设计转速下,仿海鸥翼型叶片的轴流风机的气动效率提高了3.1%;在相同风量条件下,仿海鸥翼型叶片的轴流风机的噪声相比于原型风机降低了约1.0dB(A)。采用仿海鸥翼型叶片,风机叶片表面的静压分布均匀,叶片中段的压力脉动明显减少。同时,在风机进口轮毂处和叶顶区域,流动分离被抑制,叶片尾迹涡脱落引起的气流脉动和气流不均匀性相对减弱,这就有效提升了轴流风机的气动性能。     

轮毂比对射流风机性能影响的数值分析

运用FLUENT软件对射流风机进行数值模拟,分析其内部流场变化情况,并对射流风机的不同轮毂比下的流场进行了模拟和分析,由最终数据得出轮毂比对射流风机的叶轮效率的影响,为射流风机的设计工作提供了相关帮助。     

轮毂比对对旋轴流通风机性能影响的数值研究

为了研究采用等环量设计方法设计对旋轴流通风机时轮毂比的选择准则,以不同的轮毂比设计了5种对旋轴流通风机,并对这5种风机进行了数值研究.通过对5种对旋轴流通风机的叶片弦长及安装角、总体性能参数及速度矢量场等的分析,获得了轮毂比在对旋轴流通风机设计时的选择原则.     

流面倾斜叶轮最佳轮毂比的确定

针对流面倾斜叶轮风机三元流动特性,在改进损失模型的基础上,导出了效率与轮毂比之间的解析关系,提出了按最高效率确定叶轮出口轮毂比,按倾斜流面叶栅最大许可当量出气角确定叶轮进口极限轮毂比。实验表明,本文方法与实验结果吻合较好,并具有实用性。     

轴流风机叶片展向结构变化对性能影响的数值分析

基于电站风机裕量普遍较高的现象,本文以OB-84轴流风机为对象,采用Fluent模拟了叶顶切割和轮毂加粗后的风机性能,分析了2种改造方式对风机性能、内流特征及轴功率的影响。结果表明:体积流量qv≥33 m3/s时,叶轮改造后的全压和效率均随叶高减小而降低,但轮毂加粗后的风机性能优于叶顶切割情形;qv<33 m3/s时,2种改造方式均可使不稳定区变缓甚至消失;叶轮改造后动叶总压升系数小于原风机,但导叶扩压能力增强,且叶轮改造能改善中小流量下风机噪声特性;叶顶切割后,轴功率均小于原风机;在高于设计流量下,与原风机相比,轮毂加粗后的轴功率呈减小趋势,但叶顶切割方式的降幅更大。     

基于性能预测的轴流泵设计研究

针对我国轴流泵效率普遍偏低的情况,结合轴流泵叶轮轮缘、轮毂处的边界层及间隙流的影响,在传统的升力法模型中引入修正系数,对传统的升力法公式进行改进,得到改进的升力法,应用两种模型完成叶轮叶片的设计,并利用NUMECA软件进行数值模拟,得到采用改进的升力法设计的叶轮叶片表面及轮毂、轮缘处的速度及压力分布均较传统升力法设计的好,设计工况点的效率比采用传统升力法设计的叶轮高2.5%.     

对旋轴流风机叶顶形态对其性能的影响

为了探究改变叶顶结构对风机性能的影响，采用Fluent对不同叶顶形态的对旋轴流风机性能进行数值模拟。分析了不同叶顶形态对风机效率、全压、叶顶泄漏流和泄漏涡的影响。结果表明：风机效率随叶顶开槽长度的增加而增大。在开槽长度和深度相同时，与第一级叶轮相比，改变第二级叶轮的叶顶形态对风机性能的改善更加显著。与后缘相比，在叶顶前缘开槽对风机性能改善更大。叶顶开槽后，间隙处形成泄漏涡，且叶顶泄漏流入口处涡流强度明显提高，可有效削弱叶顶泄漏流的发展，改善风机性能。     

液体涡轮流量传感器叶轮几何参数定量优化方法

以降低传感器特性受被测液体粘度变化的影响为目的，提出了液体涡轮流量传感器叶轮的多参数定量优化方法。该优化方法以叶片顶端间隙与管道半径之比、轮毂半径与叶片顶端半径之比、叶片均方根平均半径位置的叶片安装角、叶片顶端的叶栅实度为传感器叶轮的几何特征参数；传感器用同一仪表系数测量高粘度和低粘度2种液体，以线性度误差最大值为目标函数；以约束条件下n维极值的复形调优法为优化算法。     

考虑轴向速度非均匀性的微型轴流风扇扭叶片设计及其对气动性能的影响

通过推导微型轴流风扇叶片出口轴向速度沿叶高的分布方程,提出了一种考虑轴向速度非均匀性的扭叶片设计方法.通过CFD技术,数值研究了利用该方法所设计的各种形式扭叶片的气动性能及其变工况时的气动特点,并比较了工作于"自模区"与"非自模区"风扇的气动性能的差异.研究结果表明:与"自模区"的风扇相比,就"非自模区"的风扇而言,压力曲线没有最高压力点,随流量减少而压力几乎呈线性增加,且无失速点.效率曲线则显得更为平坦;按"刚性涡"设计的扭叶片虽效率低,但风压高;提高叶轮的轮毂比有助于提升风扇压力与效率.     

混流式核主泵叶轮叶片厚度分布规律对能量性能的影响

采用数值计算方法,开展混流式核主泵叶轮叶片自前盖板至后盖板方向厚度分布规律对能量性能影响的研究。通过对5种具有不同厚度分布规律叶片的叶轮进行比较分析,探索最佳叶片厚度比值和其对叶片表面静压力分布规律的影响。结果表明:当叶片后盖板处厚度与前盖板处厚度比值L=1.5时,叶轮的水力效率达到最高,当L=1.25时叶片做功能力低,叶轮内能量损失大,水力效率较低;在小流量工况下,随着比值L的增加,相同流量下扬程和水力效率都随之升高;在大流量工况下,扬程和水力效率都随着L的增大而降低;叶轮流道内压能沿着前盖板至后盖板方向增大并且最大压能位置向中间移动。     

Performance prediction and flow field calculation for airfoil fan with impeller inlet clearance

The performance prediction of an airfoil fan using a commerical code, STAR/CD, is verified by comparing the calculated results with measured performance data and velocity fields of an airfoil fan. The effects of inlet tip clearance on performance are investigated. The calculations overestimate the pressure rise performance by about 10–25 percent. However, the performance reduction due to tip clearance is well predicted by numerical simulations. Main source of performance decrease is not only the slip factor but also impeller efficiency. The reduction in performance is 12–16 percent for 1 percent gap of the diameter. The calculated reductions in impeller efficiency and slip factor are also linearly proportional to the gap size. The span-wise distributions of phase averaged velocity and pressure at the impeller exit are strongly influenced by the radial gap size. The radial component of velocity and the flow angle increase over the passage as the gap increases. The slip factor decreases and the loss increases with the gap size. The high velocity of leakage jet affects the impeller inlet and passage flows. With a larger clearance, the main stream moves to the impeller hub side and high loss region extends from the shroud to the hub.     

对旋轴流通风机最优轮毂比的研究

研究了对旋轴流通风机的空气动力特性和结构特点,并根据轴流通风机空气动力学理论,分析了普通轴流通风机的轮毂比对气动性能的影响,对对旋轴流通风机的轮毂比进行了优化分析研究,建立了效率与轮毂比的优化电子表格,通过利用其强大计算功能对在不同轮毂比条件下的效率进行了分析比较,充分考虑了其他结构参数的合理性,确定出最优的轮毂比.     

叶片型线对离心风机性能影响的研究

首先对某采用双圆弧叶片的高效离心风机进行实验和数值对比,并在叶轮前盘形状、轮盖和叶片进出口安装角都相同的情况下,分析了采用双圆弧叶片和等减速叶型的模型风机的性能变化。结果表明,使用双圆弧长短叶片风机模型的稳定工况范围更宽、全压更高,等减速模型则在设计流量和小流量下效率更高、流动损失更小。     

叶片后缘加厚对轴流风机性能的影响

为解决NACA65系列翼型叶片后缘轮廓线内切圆半径收敛至0引起的铸造工艺问题,采用三次多项式函数生成叶片后缘厚度函数,精确调整叶片后缘末端厚度.基于Ansys软件对不同叶片后缘厚度的风机进行流体仿真,并分析其气动性能与静力结构特性.结果表明叶片后缘增厚使得叶片附面层分离损失增加,尾迹与叶栅主流区的掺混损失增大.叶片载荷...     

Effect of blade tip pattern on blade load and vibration characteristics of a twin-stage axial flow fan

Focusing on a twin-stage axial fan, this paper investigates the effect of blade tip pattern on blade load and vibration characteristics. Steady simulations are first conducted to quantify the aerodynamic performance of various blade tip patterns. The finite element modeling analysis is performed to capture blade load and vibration characteristics, and Campbell diagram is introduced to evaluate resonance margin of different blade tip patterns. Results show that for all selected patterns, the first three mode shapes are mainly the bending of blade tip, which results in stress concentration at the blade root, while the last three are the waving in small range. The proposed blade tip patterns not only increase maximum stress and average deformation, but also significantly increase resonance margin near the rated speed. In addition, based on the harmonic response analysis, we find that the stress and amplitude frequency response will be notably altered by blade tip patterns.