蜗壳开度对离心风机气动性能影响的研究

研究不同蜗壳开度对离心风机气动性能的影响。采用Pfleiderer机壳型线计算方法,通过改变x值来调节蜗壳的开度,然后数值模拟计算应用不同开度蜗壳的风机,通过对风机整体气动参数、机壳损失分布以及叶轮流场变化的分析来研究开度不同对风机气动性能的影响。数值模拟结果显示,设计机壳时所取蜗壳开度越大,风机流量越大,但其负面影响是全压和效率的下降。蜗壳开度的增加,改善了叶轮流道流动,使其出口更为均匀,掺混损失减小,但机壳表面积的增大带来更大的摩擦损失。机壳开度增加时叶轮内部流动情况的整体改善,是叶轮效率提高的主要原因,但摩擦损失的增加导致了整机效率的下降。     

蜗壳变型线改进离心风机性能的研究

采用三维定常、可压缩的SIMPLEC算法,对一离心通风机的运行性能进行了整机三维数值模拟并进行了试验测量.对通风机设计工况下叶轮和蜗壳流道内的速度与压力分布情况进行了重点分析,与试验测量数据的比较结果表明数值模拟结果在全压、效率等性能参数方面的预测均较准确.在此基础上针对流动存在问题,对蜗壳型线进行了改进设计.数值分析表明蜗壳变型线后叶轮内部流场得到明显改善,设计工况下风机静压提高10%,全压提高6%,全压内效率提高2.6%.     

防涡圈对离心风机性能影响的探讨

针对某离心通风机模型,研究了防涡圈对风机性能的影响。数值模拟和试验结果都说明了加装防涡圈后全压升和效率有所下降,这与以往的认知不完全一致。设计工况下,未加装防涡圈的通风机全压升比加装长防涡圈的风机高出约4%,效率高出约3%,内泄漏情况也会随防涡圈长度的增加变得严重;从内部流场可以看出,加装防涡圈减小了蜗壳内部的扩压空间,叶轮出口大尺度漩涡更加剧烈,影响了叶轮出口气流方向,并在叶轮出口产生回流现象,降低了通风机的全压和效率。因此认为对于不同压力系数和流量系数的风机,防涡圈对风机性能的影响规律是不一样的。     

矿井通风机叶片数量和轴向间隙对气动性能影响的研究

针对现有通风机系统在运行中存在着因效率和全压较低而导致的通风机在使用时耗电量大、经济性差的问题,以对旋式轴流通风机的叶片数量和两级风机间的轴向间隙为研究对象,利用Fluent流体分析软件,对不同参数组合下的通风机的气动性能进行了研究。研究结果表明:增加通风机叶片的数量会增加风机工作时的效率并使其工作全压增加;两级风叶间的轴向间隙越大风机工作的效率和全压就越低。     

新一代核级离心通风机气动设计与数值优化

本文采用离心通风机现代气动设计方法,选用效率高、噪声低的后弯叶轮,对核级风机进行初步设计并对风机内部流场进行三维数值模拟。通过分析风机全压、效率及内部流场,分别对风机叶片数目、叶片进口角、进口加速系数等参数进行优化,优化后风机效率达到87.74%,全压5 328.6Pa,符合设计要求。样机的性能测试结果表明,在设计工况下,离心风机的效率可达87%以上,数值模拟与试验结果符合,所设计的离心通风机效率、全压符合实际核电站大气安全壳内通风系统的使用要求。     

吸油烟机用多叶离心通风机的数值模拟

针对某一吸油烟机用多叶离心通风机进行了三维建模,采用三维数值模拟方法对多叶离心通风机和吸油烟机机壳内部流场结构进行了分析和实验验证。通过分析原模型的模拟和实验结果,改进了机壳进口和风机叶轮右侧集风圈形式,再对原模型和改进模型进行数值模拟对比分析。结果表明,在大部分工况下,改进模型的全压和全压效率都比原模型有所提升。改进叶轮右侧集风圈形式,表现出更佳的导流效果,蜗舌附近流道内全压升效果更加明显。     

特小比转数的后向离心通风机的研究与开发

针对一台比转数为9的前向通风机，保持风机设计参数和叶轮直径不变，改为后向通风机来提高性能。利用气动性能数值预估对叶轮和蜗壳的主要参数进行优化后，再对无叶扩压器的大小和叶轮与蜗壳的相对位置进行优化，减少摩擦损失，最终得到的后向通风机测试结果，全压和效率均提高了11％。     

叶片切割量对轴流风机工作性能影响的研究

针对轴流式通风机在运行过程中叶顶流动损失大、熵产低的情况,利用流体仿真分析软件建立了风机的三维结构模型,对不同切割量情况下的风机运行状态进行了分析.分析结果表明,当风机的安装角一致时,叶片切割量越大,风机运行时的叶顶流动损失越大;风机全压越小,整机的熵产越大.该研究结论可为优化风机结构,提高运行效率和稳定性奠定了基础.     

基于CFD和响应面的离心风机蜗壳的优化

离心风机作为清扫车气力系统的核心部件,对清扫效果、作业效率和噪声等车辆属性有着至关重要的作用。离心风机主要由蜗壳和叶轮构成,蜗壳主要对经过叶轮的气体进行扩压,蜗壳扩压能力的强弱直接影响风机全压的大小,进而影响清扫车气力系统的吸力等作业参数。为了研究不同蜗壳尺寸对某清扫车专用风机气动性能的影响,首先对风机蜗壳域的尺寸进行参数化处理,采用fluent流体分析软件结合DOE、响应面优化分析,以workbench为平台对离心风机整机进行数值计算,自动优化设计参数使风机气动性能在工作区域内达到最佳。结果表明,优化后风机静压提高7.3%,效率提高4.6%,叶轮流道内速度分布更加均匀,涡流区明显减少。     

蜗壳及叶片外形对双吸式多翼离心风机性能影响的试验研究

以某款效率低、全压低的双吸式多翼离心风机为实验对象,通过试验研究蜗壳型线,叶片外形以及增加叶片数对风机性能的影响。试验结果表明:蜗壳型线的变化趋势对双吸式多翼离心风机的性能有着很大的影响,良好的蜗壳型线不仅提高了风机效率以及全压,还改变了流量-压力曲线的变化趋势;相比原风机,采用改型蜗壳及改型叶轮的方案2风机能够大幅提升风机性能,使效率提升幅度达到10.93%,风机全压提升近40Pa;当叶片数从46片增加至56片,风机在大流量工况下提升了风机静压,但风机效率会略有下降。     

离心风机蜗壳型线设计方法的分析研究

蜗壳是离心式通风机的一个重要部件,其结构是复杂的空间曲面体。蜗壳设计较明显的影响参数是蜗壳的型线、蜗壳截面形状和布置方式,如何绘制蜗壳型线将直接影响蜗壳内的流动损失。本文对现有文献介绍的通风机蜗壳的工程设计方法进行了分析,总结了各设计方法的特点及其适用范围,并就对离心风机性能影响较明显的蜗壳型线和截面形状等因素进行总结分析,对离心风机蜗壳型线设计方法的改进提供了一定的工程设计借鉴价值和学术价值。     

基于Kriging模型和GA-PSO联立算法的离心通风机叶型优化

对离心通风机叶型进行优化能显著提高通风机的效率,这对于发展国民经济和节能减排有重要意义,基于Kriging代理模型和GA-PSO算法对离心通风机叶型进行气动优化,优化目标为气动效率。具体步骤为:首先,采用贝塞尔基函数来进行叶型的参数化表达;其次,建立起离心通风机叶型参数与目标响应的Kriging代理模型;最后,采用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)和粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)相结合的GA-PSO联立算法对离心通风机叶型进行以气动性能提高为目标的优化,并得出最优的叶型。优化后风机全压从3 538 Pa提高到3 572 Pa,效率从76.3%提高到80.8%,优化后的离心通风机在全压不低于原始风机全压的情况下,效率明显提高,实现了离心通风机的优化设计。     

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。     

基于正交试验设计的离心风机多因素优化研究

以G4-73№8D型离心风机为研究对象,在蜗壳型线优化的基础上,采用正交试验设计方法耦合蜗壳宽度、蜗舌间隙及叶轮轴向相对位置三因素,通过正交表确定试验方案。利用Fluent数值模拟软件,对部分试验方案的风机内部三维流场进行数值模拟和对比分析。计算结果表明:A1B3C1(型线优化风机)和A3B3C3(耦合风机)较原风机,全压和效率都有较大提高;正交试验设计方法为风机的多因素优化提供借鉴意义。     

离心风机蜗壳内部流动研究

对自主开发的7-40风机进行了性能试验测量和全工况整机数值模拟,并对大中小三种流量下风机蜗壳的内部流场进行了全面的研究.通过对蜗壳内多个横截面的通流速度、静压和二次流分布的详细分析,探讨了三种流量下离心风机蜗壳内部二次旋涡流动的形成和发展、最大和最小主流速度的位置的变动,研究了蜗壳内通流速度方向的扩压等蜗壳空腔内部流动的变化规律,分析了蜗壳对叶轮流动的影响.     

基于响应面法的离心风机蜗壳气动优化设计

离心风机蜗壳的传统设计方法主要有五种:等环量法、阿基米德螺旋线方程法、平均速度法、结构方形法及不等距方形法。传统方法虽已技术成熟,但所设计的蜗壳却不能真实反映蜗壳内的实际流动状态,而蜗壳内流场的实际分布状态不仅影响蜗壳的流动效率,还会对风机叶轮产生不利的影响,进而影响风机整机的效率。因此风机蜗壳的优化设计对风机效率的提高有着重要的意义。响应面法由于高效、实用的特点,在优化设计领域受到越来越多的重视。在风机蜗壳的数值模拟中引入响应面法对蜗壳进行优化设计,计算结果表明,优化后风机静压提高5.3%,效率提高4.6%,叶轮流道内速度分布更加均匀,涡流区明显减少。     

离心压缩机机壳在基频气动力激励下的振动噪声研究

研究了离心压缩机机壳在内部基频气动力激励下的振动辐射噪声。考虑机壳与轮盘、轮盖之间的间隙,采用SSTk-co湍流模型模拟了离心压缩机的整机三维非定常流场,得到蜗壳内表面的脉动压力,然后将脉动压力的基频部分加载到蜗壳上,模拟离心压缩机蜗壳在非定常气动力激励下的振动噪声。研究表明：机壳内壁面基频压力脉动主要分布在无叶扩压器靠近叶轮出口一侧;机壳主要基频振动噪声源位于蜗壳靠近出口管道一侧;该离心压缩机机壳基频振动位移幅值很小,最大振动位移仅为11．8×10^-9m,因此可以忽略机壳的基频振动对离心压缩机运行安全性的影响。     

蜗壳宽度与粗糙度对小型高速离心风机性能特性的影响北大核心CSCD

针对小型高速离心风机内部毫米级流道尺度和相对粗糙度大幅增加带来的性能衰退问题,采用整机数值模拟结合试验测试的方法,分析了蜗壳粗糙度和蜗壳宽度对风机性能的影响,并对其内部流动进行探究。研究发现:蜗壳宽度的增加,会使其内部流动更加紊乱,导致性能下降,当蜗壳宽度为4.4 mm时,其性能最优;而壁面粗糙度的增加会使主流区集中于流道中部,壁面速度梯度增加导致风机的性能下降。随着粗糙度的增加其性能逐渐降低,当粗糙度达到30μm时,其压升相对降低了12.5%。通过性能随蜗壳粗糙度的变化曲线以及宽度的影响分析,可以为高速小型离心风机的研发与改型设计提供参考。     

离心鼓风机整机内部流场数值模拟

采用稳态可压缩雷诺时均N-S方程、标准k-ε湍流模型和非结构化网格,应用计算流体力学软件Fluent对某离心鼓风机整机内流场进行了数值模拟,得出了鼓风机的整个运行工况曲线,对近设计工况点内部流场进行了深入分析。结果表明:风机在工作区内运行较为平稳,叶轮内部流道压力和速度变化过程合理,叶轮内部的流动损失较少;蜗壳的出口区域的回流状况和蜗壳内流动的不均匀性,使气流在蜗壳内的流动损失较大,是导致风机效率不高的重要原因,因此,需要通过对蜗壳的改型以达到提高效率的目的。     

全新吸油烟机气动布局研究

油烟机的气动布局是决定整机吸油烟效果的关键因素,通过对两种气动布局对比,得出风机卧式布置有利于负压外扩,减少流动损失,更适合中式厨房。创新的使用了水滴气动外形的导流罩,很好的与离心风机卧式布置方案匹配。为了减少流动分离,对三种蜗壳出口方案对比,优选最佳方案;并进行蜗壳小型化设计来满足橱柜设计标准,最大限度地利用集烟空间,使油烟流经过程中所受的阻力最小,以提高排油烟能力。