多翼离心风机出口涡旋成因分析与抑制方法

为了研究多翼离心风机出口涡旋的成因与抑制方法,对中静压风机进行数值模拟与试验验证,分析其内部流场和噪声特性,并提出了抑制出口涡旋的整流片方法,试验结果验证了方法的可行性。研究表明,多翼离心风机蜗壳内的涡旋流动属于螺旋流动,是由于多翼离心风机内部结构存在大角度转变导致。蜗壳出口涡旋来源为叶轮出口气流大角度转变引起与蜗壳和叶轮间距内二次流引起。通过在蜗壳180°～270°截面间设置整流片达到了调节蜗壳内部气流分布,改善螺旋流动,减弱涡旋流动强度,降低多翼离心风机噪声的目的。经过等风量试验测试对比,验证了整流片的降噪效果,在不同静压工况下均有较好的降噪效果,30 Pa静压工况下为最大降噪幅度1.2 dB,100 Pa静压工况下为最小降噪幅度0.7 dB。研究结果可为多翼式离心风机的降噪提供依据。     

多翼离心风机噪声分析的试验及数值研究

通过传声器搭建的压力脉动测试系统,测量了某多翼离心风机蜗壳壁面一周的压力脉动值及风机进口的噪声频谱,并结合FLUENT计算分析风机内部的流场,分析得出所研究多翼风机的噪声主要以涡流噪声为主,同时旋转噪声也是不容忽视的一部分,最后为该多翼风机提出了降噪的改进方案。     

空调用多翼离心风机的实验研究

采用拉丁方设计方法，针对影响多翼离心风机全压的几个主要特征参数进行了实验研究，得出了各参数影响程度的主次关系。     

集流器结构对多翼离心风机性能的影响

采用CFD方法对3种采用不同结构型式集流器的风机进行整机模拟计算,以考察集流器型式的变化对柜式空调用多翼离心风机内部流场以及风机整体性能的影响。第一种为出口截面直径小于叶轮内径的收敛型集流器,第二种为出口截面直径大于叶轮内径的收敛型集流器,第三种为出口截面直径大于叶轮内径的渐扩型集流器。研究表明,第一种集流器有助于提高叶轮对气流的利用率,并减小蜗壳内部侧的泄漏气流对主气流流动状态的影响;第三种集流器则有助于减小其背部的涡流区域;综合考虑上述因素,采用第二种集流器的风机具有最优性能。     

多翼离心风机的内流特性及其噪声研究

结合多翼离心风机各个组成部件的结构特点，回顾了近年来国内外有关多翼离心风机的内流特性及其噪声的研究现状。气流分布不均匀，风机前盘涡流区域、叶道的边界层分离以及从蜗壳逆行回到叶轮进口的回流是影响多翼离心风机性能的主要因素。在试验研究的同时，采用CFD手段进一步深入研究多翼离心风机内流场特征，并在风机设计时反映上述影响因素，从而有效地提高风机效率、降低风机噪声，应是今后研究的一个主要方向。     

基于非线性湍流模型的多翼离心风机内部流场三维数值模拟及性能预测

采用三维时均Navier-Stokes方程,在显式代数雷诺应力湍流模型(EASM)的基础上,通过引入扩展内禀平均旋转张量,建立了多翼离心风机数值模拟方法.基于数值模拟结果的性能预测和实验结果吻合良好,证实了所采用的计算模型和数值方法的可行性.通过数值模拟,分析了叶轮流道内速度场和压力场的分布,数值模拟结果表明叶轮流道呈现非常复杂的三维特性,在叶轮前盘存在二次涡流,吸力面则存在流动分离,并发现低能量的流体聚集在前盘区域,并分析比较了不同流量下流道中分离流动的情况.     

抽油烟机内多翼离心风机蜗壳结构的数值优化

本文采用Ansys Fluent计算流体软件对抽油烟机的内部流场进行数值模拟,通过改变多翼离心风机蜗壳宽度和倾斜蜗舌的尺寸、型式,研究了蜗壳结构对抽油烟机气动性能以及比A声压级的影响。研究结果显示:在给定范围内存在最佳蜗壳宽度,使得抽油烟机的比A声压级最小,而气动性能变化不大;两种不同的倾斜蜗舌型式都能够有效地降低抽油烟机的气动噪声,但是倾斜蜗舌二的降噪效果更好;在采用倾斜蜗舌降噪时,蜗舌倾角越大降噪效果越好。     

基于面心立方设计的多翼离心风机性能优化

为提高油烟机的气动性能,基于计算流体力学(CFD)的方法对其内置的多翼离心风机进行多工况优化设计。选取叶轮进口角β₁、叶轮出口角β₂、蜗舌相位角φ和蜗舌半径R这四个设计参数,以最大流量和最高效率工况下的风机静压和风机效率为优化目标,采用面心立方设计方法进行四因素三水平的抽样来获取一组样本数据,并结合响应面模型和单纯形算法求得约束范围内的最优解。研究表明,优化后的叶轮靠近蜗舌上游区域的出口速度明显增大,蜗壳出口段扩压能力增强,风机静压最大提升幅度接近10Pa,全压效率在两工况下提升幅度在1.2%～2.4%之间。     

偏心叶轮对多翼离心风机气动性能和噪声影响的数值研究

由于多翼离心风机结构及应用条件的特殊性,其设计不能完全采用工业风机的设计方法和经验参数。本文通过不同位置偏心叶轮方案的设计,研究多翼离心风机偏心叶轮的最佳安装位置。与原型风机相比,采用优化的偏心叶轮设计方案,风机流量增加了1.43m3/min,效率提高了2.52%,噪声下降了1.2d B。通过对风机流场和声场的数值分析,指出偏心叶轮可以有效减小叶轮部分叶道内的旋涡,改善由于多翼离心风机强前弯叶片所导致的流道内的流动阻塞,使叶轮的部分通道内的进气状态得到改善,减少叶道内的流动分离,从而有效提高风机效率,降低风机噪声。     

XBF多翼离心风机的结构改进与试验研究

针对一款多翼离心风机存在效率低、噪声大的问题,对其叶片出口安装角和蜗壳进行结构改进,制作新的样机模型,并对原风机模型和新样机进行性能测试对比。结果表明,新风机在气动性能和噪声性能上都有了较大改善,达到了国家一级能效标准。     

多翼离心风机的结构优化研究

对某型吸油烟机用多翼离心风机进行研究,利用CFD软件对风机进行二维数值模拟,分析其在工作过程中的湍流动能、速度等参数的分布情况,找到风机蜗舌处存在的结构问题。采用多级蜗舌的方法对离心风机的蜗舌进行结构改进,利用Fluent软件对不同蜗舌过渡半径下的离心风机进行仿真分析,得到风机的噪声、流量、全压值等参数与过渡半径之间的关系,从而确定蜗舌结构参数的取值。制作改进后风机的样机,对其进行噪声和振动实验测试,并与原风机对比。实验结果表明改进后离心风机的性能有所提升,利用CFD方法对离心风机进行结构改进是可行的。     

离心通风机整机损失数学模型的研究及优化

采用两类相对流面的三元流动理论,即准三元流动理论,求解出离心通风机中叶轮,蜗壳等主要元件流道中速度分布的规律,建立起依赖于此速度分布的损失计算公式。考虑各项损失之间的相互关联和影响,建立起一个包含２６个系数的风机整机损失数学模型,利用已有的后向离心通风机的试验数据,采用最优化的方法确定损失模型中的有关系数。通过试验检验了此模型的可靠性。     

离心通风机整机损失数学模型的研究及优化

采用两类相对流面的三元流动理论,即准三元流动理论,求解出离心通风机中叶轮、蜗壳等主要元件流道中速度分布的规律,建立起依赖于此速度分布的损失计算公式。考虑各项损失之间的相互关联影响,建立起一个包含２６个风机整机损失数学模型。利用民的后向式离心通风机的试验数据,采用最优化的方法确定损失模型中的各有关系数。并通过实验检验此模型的可靠性,结果是令人满意的。     

离心通风机在结构设计上的降噪措施

从增加叶轮外径与蜗舌的间隙和增加蜗舌曲率半径入手，阐述了离心通风机在结构设计上降噪的具体措施。     

纯奥氏体不锈钢离心风机叶轮结构优化和流场分析

采用有限元软件对三种不同前盘结构纯奥氏体不锈钢离心风机叶轮进行应力分析,得到工作转速下应力最小的叶轮结构形式。同时采用CFD数值计算方法对弧形前盘和直前盘叶轮整机进行流场模拟。结果表明,结构优化的直前盘结构明显降低了叶轮受力,虽然整机气动性能与弧前盘叶轮相比有一些降低,但是可以满足现场工艺要求,且制造工艺简单成本相对低一些。     

自回归和EMD用于离心式风机不对中故障分析

针对离心式风机运行过程中遇到的联轴器不对中故障特征,将风机负荷和转速变化过程中采集到的振动加速度信号进行经验模态分解(empirical mode decomposition,简称EMD),得到包含特征频率的本征模态函数(IMF),应用粗差检测中常用的3α准则对每个IMF进行硬阈值去噪处理;然后,分别建立其自回归(AR)模型,进行自回归谱分析.研究结果表明:离心式风机联轴器不对中故障频率除了基频外,以2倍频为主,随负荷增大,转速上升,不对中引起的振动加剧,3次谐波峰值变化显著,并伴有高次谐波的存在.     

流场仿真技术在空调器离心风机优化中的应用

探讨了流场仿真技术在空调器风机系统优化设计中应用的可行性并对柜式空调器室内离心风机系统的内部流动特性作了基于仿真计算结果的分析,其中的一些观点已得到了实验验证。     

高强度材料在离心通风机中的应用

介绍了多种高强度合金钢材料的性能特点，以及它们在风机设计、制造中必须注意的事项，阐述了所编制的可靠的焊接工艺，满足了风机输送特种介质材料的要求及运转可靠性要求。     

基于数值模拟的离心风机性能优化

以某纺织机械吸纱用的离心风机为研究对象,采用数值模拟的方法,通过更换叶轮翼型以及改变叶片的安装角,以评估风机性能的变化。数值结果显示,更换叶轮翼型和改变叶片的安装角均能改善风机的性能,提高效率,更换叶轮翼型时效果更佳。     

离心风机蜗舌过渡半径的数值优化研究

对离心风机的多级蜗舌进行了研究,着重探讨了离心风机多级蜗舌过渡半径的求解方法。利用ANSYS/Fluent软件对风机进行二维数值模拟,采用变参数的方法,找出过渡半径与风机性能参数的关系,从而确定最佳半径取值。对比改进前后风机的数值模拟结果发现,改进风机在降低噪声的同时兼顾了其他的性能指标,同时验证了理论的可靠性。