离心风机蜗壳型线设计方法探讨

对传统和新理论蜗壳型线设计方法进行分析,总结出各设计方法的优缺点。提出考虑曲率对湍流结构的影响,引入流量修正系数为主线设计蜗壳型线,以提高风机性能。     

风机蜗壳流场的显示实验研究

本文介绍了用烟线法显示离心风机蜗壳流场的实验装置、实验方法和结果,并将其与三元流动理论计算结果进行了比较,发现其结论是一致的。     

仿生叶片在离心风机上应用的数值分析

为了探究仿生叶片对离心风机气动性能、流场和声场的影响,将波形前缘、锯齿尾缘和表面凹坑3种仿生结构应用在离心风机叶片上,并对其流动和噪声辐射进行了数值计算.结果表明:表面凹坑结构抑制了叶片吸力面上的分离流,提升了离心风机的全压和效率,但蜗壳壁面附近的压力脉动幅值增大,最终使噪声不降反增0.85 dB;锯齿尾缘型风机虽然做...     

微型离心风机内部流动的数值计算分析

针对笔记本电脑散热用微型离心风机，利用逆向工程技术获得风机叶片及其蜗壳模型，利用数值计算软件Fluent对其内部流动进行了模拟计算，并将计算得到的风机性能曲线与实验结果进行了比较，结果显示误差在8％以内，同时分析了风机内部流动情况。     

基于遗传算法的离心压缩机蜗壳参数化及多目标优化

排气蜗壳对离心压缩机的整体性能、工作范围有直接且不可忽视的影响.排气蜗壳由于其完全三维的、湍流的内部流动会引起蜗壳进口周向压力畸变,从而影响上游部件的流动稳定性.本工作针对先进压缩空气储能系统离心压缩机排气蜗壳进行多目标优化设计,提出了一种可变截面形状的参数化设计方法.以总压损失系数和静压恢复系数为优化目标变量,采用多个控制面和控制点的方式对离心压缩机蜗壳截面参数进行全周控制,结合最优拉丁超立方试验设计方法和全三维CFD数值方法生成样本空间,利用二代非支配排序遗传算法对Kriging近似模型进行多目标寻优,建立优化平台和优化方法.研究结果表明:优化后的截面形状能够减小通流截面旋涡中心的剪切应力,使排气蜗壳内部通流速度分布更加均匀;优化方案在设计工况下整级等熵效率提高了 0.45％,压比提高了 0.36％;与初始模型相比,优化后的排气蜗壳可以有效改善离心压缩机的整体性能.本研究有助于推动数值优化设计方法在离心压缩机排气蜗壳中的应用,为高性能、低总压损失离心压缩机的优化设计提供参考.     

G4-73型离心风机改用单板叶片的数值模拟

本文以G4-73型离心风机为研究对象,将其机翼型叶片改为单板型叶片,采用CFD商用软件Fluent6.1进行了三维实体建模,并采用调整气动设计参数的整机流场数值模拟方法来优化其性能.最后制作样机并进行性能试验,不仅得出单板叶片的CA-73设计工况的全压和效率均与原机翼型风机基本吻合,而且在一定程度上改善了原G4-73离...     

基于改进Kriging代理模型的自适应序列优化算法在离心压缩机蜗壳设计中的应用

提出了一种基于改进Kriging代理模型的自适应序列优化算法,并利用Matlab软件开发相应的优化平台.采用该优化平台,针对某特定流量工况,以质量流量平均总压损失系数为目标变量对离心压缩机蜗壳系统模型进行气动优化设计,并对优化前后蜗壳模型进行对比计算,来验证优化结果在实际蜗壳系统中的适用性.结果表明:优化后蜗壳的总压损失系数小、静压恢复系数大,性能得到改善.     

离心风机内泄漏数值优化研究

利用流体分析软件ANSYS CFX对某一高效离心风机进行了内部三维数值模拟,得到其流体动力学特征和内泄漏损失特征.根据理论公式对风机泄漏量进行了估算,比较理论计算泄漏量与数值模拟计算泄漏量.首先,在设计工况点对未加装防涡圈的风机进行数值计算,发现在蜗壳内部有一些大的旋涡,并观察到一些重要的流动现象.然后,对加装防涡圏后的离心风机进行整机数值模拟,结果表明,加装防涡圏后蜗壳内部的漩涡明显减小,漩涡强度减弱,流场得到改善,泄漏损失明显减小.最后,对不同间隙的加装防涡圈后的风机进行数值模拟,结果显示,随着间隙的减小,泄漏量明显减小,所以在保证安全运行的条件下,间隙应尽可能小.     

压缩机中间抽气结构优化设计

利用数值计算的方法研究了离心压缩机中问抽气部分结构的优化设计方法.中间抽气结构采用蜗壳的形式以保证抽气前后流动的周向均匀性,对蜗壳的型式和抽气隔板的形式以及高度进行了大量的优化设计工作,以满足抽气量的需要,并保证整个流场中的流动损失尽量小.数值计算结果表明,设计的抽气结构能够同时满足机组性能和抽气的需求.     

基于流场数值模拟的蜗壳优化改造

针对以等速度矩设计的混流式水轮机蜗壳在含泥沙水流中长期运行时尾段磨蚀严重的问题,提出型线优化方案,利用数值模拟方法对改型前后的水轮机全流道进行数值验证,结果表明改型后的蜗壳鼻端速度降低,减小了磨蚀对水轮机的破坏。通过对比分析蜗壳改型前后的速度矩、速度切向分量平均值及液流出流角的变化规律,得到一种工程中切实可行的蜗壳抗泥沙磨损及提高水力性能的改造方案。实例应用表明,该改造方案有效可行,可在工程中推广应用。     

离心风机内部流场数值优化研究

以一小型离心风机为研究对象,首先根据国标设计一套进口风管风机测试装置对其进行测试,然后利用流体分析软件ANSYS CFX对其进行三维数值模拟,将试验测试结果和数值计算结果进行对比,得到模拟计算结果与试验测试结果基本一致,验证数值结果的准确性。接着对风机内部加装一防涡圈进行模拟计算,结果表明加装防涡圏后,蜗壳内部尤其叶轮和蜗壳前板之间的漩涡明显减小,漩涡强度减弱,流场得到改善,泄漏损失明显减小。另外对不同泄露间隙的风机进行数值计算,结果显示随着间隙的减小,泄漏量明显减小,所以在保证安全运行的条件下,间隙应尽可能小。     

基于正交试验的离心风机多因素优化设计研究

以某离心风机效率为优化目标,选定离心风机的4个关键参数:转速、叶轮直径、出口安装角、叶轮出口宽度,基于正交试验设计法,通过CFD数值仿真计算以及对计算结果的极差法分析,得出叶轮几何参数及转速的相对最优组合模型。组合模型计算结果表明,优化后风机达到设计要求。同时,优化组合模型风机静压效率可提高4.49%,全压效率提高6.94%。该研究方法适用于具有目标明确的风机改进设计,可快速精准获得优选方案。     

航改燃机排气蜗壳分段式扩压器设计方法研究

利用数值计算方法(CFD)建立排气蜗壳内三维流动数学模型模拟分析总压损失来源，在不改变其几何尺寸的前提下，提出航改燃机排气蜗壳分段式扩压器设计方法，并将采用该方法设计的排气蜗壳的结果与原型进行比较，结果表明：在设计工况下，采用分段式扩压器设计方法设计的排气蜗壳使总压损失系数降低19.23%,并通过流场分析揭示了分段式扩压器改善其气动性能的原理。     

动叶前缘缝翼开缝位置对离心风机的气动作用

前缘缝翼是通过延缓流动分离和失速,提高飞机机翼升力,将前缘缝翼引入高负荷离心风机动叶的气动设计,以抑制叶片吸力面的边界层分离、改善风机气动性能,并基于数值模拟方法研究前缘缝翼起始位置和偏转角两个几何参数对风机流场与气动性能的影响。研究结果表明,30%弦长处为最佳开缝位置,其总压升和效率最大增幅分别达到13.1%和1.2%。动叶前缘缝翼的存在加速了后叶片吸力面流体的流动,抑制了后叶片尾部边界层的分离,且具有动叶前缘缝翼的离心叶轮速度分布更加均匀,压升更大。动叶前缘缝翼的开缝位置对提高离心风机总压升和效率具有重要的影响。     

控制环量方法在离心叶轮准三元设计中的应用

对控制环量方法在离心叶轮准三元设计中的应用展开了研究.根据给定设计点参数,通过该方法设计出了一背掠式离心叶轮,并对设计结果进行了分析.鉴于环量分布的重要性,讨论了不同类型分布对叶轮性能的影响,得出后加载型分布适合离心叶轮的结论.     

增压器压气机级多目标气动优化设计

针对某型号增压器压气机级的叶轮和蜗壳进行稳态分析改进,采用NUMECA公司的FINETM/Design3D软件对叶轮型线进行优化设计,以效率、压比、功率为优化目标,整个过程贯穿了参数化建模,三维黏性气动数值分析、试验设计方法、遗传算法和神经网络技术;通过调整蜗壳环量来降低流动损失.对优化前后压气机的整体性能进行了比较,结果表明:整机效率提高了6 %,压比提高了0.11,功率增加了0.5 kW.     

蜗舌结构对离心风机动静干涉噪声的影响

为减小离心风机转子与蜗舌之间的动静干涉噪声,提出一种弧形蜗舌结构,并分析了其对离心风机噪声的影响机制.在现有风机模型基础上,设计了半径为R100、RS0和R23的弧形蜗舌代替原蜗舌,采用大涡模拟获取流场信息,利用LMS Virtual.lab间接边界元方法,分析离心风机动静干涉噪声.结果 表明:弧形蜗舌有助于减缓蜗舌前...     

风冷内燃机用前向离心式风机的设计探讨

在小型风冷内燃机中,广泛采用离心式风机进行强制冷却,风机设计的好坏对内燃机的性能及工作可靠性均有重要影响.作者在对小型油锯用汽油机及小型机动弥雾喷粉机的研究过程中,设计并试验了几种前向离心式风机,取得了良好的效果.本文主要针对风冷内燃机用前向离心式风机设计中的一些问题,如叶片型线设计,叶片侧向间隙及叶片数选取进行探讨.     

蜗壳型线对喷嘴出口速度分布的影响

本文用SIMPLEST算法,以k-ε双方程模型模拟蜗壳内的气体流动情况,计算了不同型线蜗壳其喷嘴出口处的气流角和速度的分布情况.通过对计算结果的比较分析,阐述了蜗壳型线对喷嘴出口气流参数分布的影响.     

蜗壳型线对喷嘴出口速度分布的影响

本文用SIMPLEST算法，以κ-ε双方程模型模拟蜗壳内的气体流动情况，计算了不同型线蜗壳其喷嘴出口处的气流角和速度的分布情况。通过对计算结果的比较分析，阐述了蜗壳型线对喷嘴出口气流参数分布的影响。