叶顶间隙对轴流风机气动噪声影响的数值研究

通过求解轴流风机全流场内三维非定常湍流的控制方程组,模拟了轴流风机叶顶间隙内的流场分布,捕捉到了叶顶间隙内泄漏涡的存在。在风机全流场数值模拟的基础上,对叶顶间隙内的气动噪声分布特性进行了数值预测:利用宽频声源模型模拟得到了叶片表面的声功率分布;利用大涡模拟(LES)、FW-H声学模型并结合快速傅里叶变换(FFT)技术,预测了叶顶间隙内各监测点不同频率下的气动噪声声压级的大小,并分析了叶顶间隙对气动噪声的影响。     

对旋风机气动噪声数值计算研究

理论分析了对旋风机气动噪声的产生机理,采用CFD软件的FW-H模型数值计算了对旋风机不同工况下的气动噪声。气动噪声预测结果与实验值相吻合,随着流量的减小涡流噪声增强,通过分析可知,叶顶及叶片前缘,尤其吸力面是主要噪声源。降低风机气动噪声可以从优化气动参数,改善风机内部流场入手。     

外置单电机对旋风机涡量及噪声分布的研究

以外置单电机对旋风机为研究对象,利用SolidWorks建立风机模型并用FLUENT对其进行涡量分布和气动噪声仿真。随着流量减少,流场湍流加剧且流线紊乱,涡量的变化强度加大;叶尖区域压力脉动增大进而造成叶顶声功率明显增加。当工况为设计流量时,风机内部流动相对稳定。进风口和出风口气体流线平稳,涡量减小分布逐渐趋于均匀化,声功率级降低。     

单电机外置对旋风机调节特性研究

以新研制的单电机外置矿用对旋风机为研究对象,利用Fluent对风机气动性能进行三维流场模拟仿真。分析不同前、后级叶片安装角与不同转速匹配给全压、效率、功率参数带来的变化情况。     

矿用对旋风机叶片穿孔的流场性能分析

针对目前对旋轴流风机工作时存在的流场紊乱、涡流噪声、风扇振动现象,对后级叶轮叶片进行穿孔设计,建立叶片穿孔前、后的对旋风机三维模型。在FLUENT软件中利用RNGκ-ε湍流模型和SIMPLE算法对风机内部流场进行数值仿真模拟,分析不同穿孔孔径下,风机叶片表面的压力分布以及涡量分布。     

矿用对旋式轴流风机的气动噪声数值模拟

由于风机的气动噪声在风机噪声中占有绝对优势,通过对矿用对选轴流风机的内部流场进行气动噪声数值模拟,对风机在一般工况和失速工况下的气动噪声进行了比较分析,并得出了相对的噪声值,为分析比较风机的气动噪声以及风机降噪提供了依据。     

轴流风机节能降噪的数值研究

在非定常数值模拟的基础上,得到了叶片表面压力系数及涡量的大小分布,并分析了流动损失产生的原因。以非定常模拟计算为初场引入大涡模拟(LES),并结合FW-H声学模型预测了监测点处的气动噪声分布特性。根据模拟结果,提出了风机节能降噪的方法。     

对旋轴流风机叶片穿孔的流场性能研究

针对现有轴流式对旋风机运行时可能出现的流线紊乱、涡流现象,对风机叶片进行了穿孔设计,建立了叶片穿孔前后风机的整体模型。在Fluent中运用RNG k-ε模型对风机内部流场进行了数值模拟。结果证明,叶片穿孔结构可以使风机内部气流更加均匀、平稳,可以有效降低叶片工作面静压值,但风机整体压升也有所下降,可以降低两级叶轮间涡量值,减小涡流引起的噪声。     

对旋风机轮毂比对其气动性能影响的研究

运用FLUENT软件对动力外置式对旋风机进行数值模拟,分析其内部流场变化情况,并对该类型对旋风机在不同轮毂比下的流场进行了模拟和分析,通过对比分析得出轮毂比对动力外置式对旋风机的压力、流量、效率等气动性能参数的影响,为对旋风机的优化设计提供相关参考。     

轴向间距对矿用对旋式通风机性能的影响

基于选取合理轴向间距的需要,通过大涡模拟（LES）对7种不同轴向间距的矿用对旋式主通风机的非定常流场进行数值计算,分析了额定流量下,该风机气动噪声特性、转子安全性和气动性能随轴向间距的变化情况。结果显示：气动噪声特性、转子安全性都随轴向间距增大而提高,但分别在轴向间距达到0.80倍和0.60~0.70倍第一级叶中弦长（b）后,变化趋势放缓,进一步增加轴向间距意义不大;而轴向间距在（0.55~0.60）b时气动性能达到最佳,后级转子的进气角、尾迹与主流的掺混是影响其变化的主要因素。研究结果表明,0.7b左右是该通风机综合性能较好的轴向间距范围。     

变叶片数对外置单电机对旋风机气动性能的影响

以矿用外置单电机对旋风机为研究对象,利用FLUENT软件研究变叶片数对其气动性能的影响。结果表明:对旋风机的全压和声功率级随着前后级叶轮叶片数的增加而增大。二级叶轮的整体涡量强度和声功率级比一级叶轮大。     

插板式进气畸变对对旋风机内流特性的影响

为了研究插板式进气畸变对风机内部瞬态流场的影响,采用SST k-ω湍流模型对包括进气风道在内的矿用对旋主通风机装置全流道内的三维流动进行数值模拟,详细分析了插板式进气畸变条件下对旋风机的内流特性。结果表明：与均匀进气型式相比,插板式进气畸变恶化了对旋风机上游进气风道内的流场,导致畸变区内叶轮进口相对气流角减小,叶片通道堵塞,严重时风机将发生旋转失速;由插板式进气畸变所诱导的位于通道下方的涡对,使得位于同一畸变区内的两个叶片的静压载荷分布具有明显差异,严重影响叶轮、叶片的工作状态;沿整个叶片高度方向,插板式进气畸变对叶尖区域的影响显著。     

旋风分离器涡核非稳现象的分析与研究

分析研究了旋风分离器流场中涡核非稳现象—旋进涡核的成因 ,并得出了处于锥体中下部的旋进涡核在排尘口处的摆动最为强烈 ,并具有一定的频率和幅值 ,从而造成粉尘的夹带返混 ,致使分离器效率降低的结论 ,最后提出了改善这一状态 ,提高分离效率的建议     

贯流风机非稳态流场及气动噪声的数值研究

建立某型号局部通风贯流风机的三维几何模型,完成其额定工况下风机内部的非稳态流场数值计算,并进一步完成风机远场气动噪声的频谱计算,对贯流风机内部的非稳态速度场、压力场以及声功率级的分布规律进行了深入分析,研究了贯流风机非稳态内流场及气动离散噪声的基本规律。研究结果可为贯流风机的优化设计提供依据,对风机降噪和整体性能提升具有重要指导意义。     

喷雾轴流风机气动噪声的模拟及预测

利用计算流体力学(CFD)计算喷雾轴流风机的流场,然后应用Lighthill-Curle声学理论,采用FW-H声学模型预测了其噪声特性,并对风机气相流场和气液两相流场的流动及噪声情况进行了比较。结果表明,用CFD方法预测风机的气动噪声有一定的精度,分析结果可用于改进喷雾轴流风机的气动噪声性能。     

非稳定工况下对旋风机噪声数值模拟及实验研究

风机是工程实践中应用广泛的叶轮机械之一,其内部流场的流动状况及由此产生的噪声问题对风机的性能和实际应用起到重要的作用。对型号为KDF-5的对旋式轴流风机进行实验研究,分析发现:噪声频谱的波峰幅值随流量的减小逐渐降低,波峰数逐渐减小;在小流量工况下,级间流动以涡流为主,气动噪声以涡流噪声为主,对该风机建模后进行数值分析,得出随着流量的减小,流场逐渐恶化且呈现涡流噪声特性,与实验分析相吻合。     

对旋风机内流分析与数值模拟研究

应用RNGκ-ε湍流方程计算对旋风机内部流动的稳态特性,利用CFD仿真软件FLUENT对对旋风机气动性能进行仿真,从风机速度流线图、流道内速度矢量图及二级叶片全压云图中分析得出随着流量的减小,风机内流场逐渐恶化,泄漏涡、尾迹涡逐渐增大,影响区域逐渐增大。     

旋风分离器数值模拟及结构优化研究进展

对旋风分离器流动理论做出总结,对比各湍流模型的优劣,采用大涡模拟或雷诺应力模型能较好模拟旋风分离器内部流场。从机理上分析旋风分离器的分离理论,分区分离模型在边界层分离理论的基础上细化旋风分离器内部的流场区域,是现阶段的发展趋势。根据工业发展的需求重点阐述高温高压工况对旋风分离器流场及分离效率的影响。并对现阶段旋风分离器的结构优化做出分析总结,提出未来的发展趋势。     

对旋风机气动噪声仿真与试验研究

为实现局部通风机高效、低噪、可靠运行的目的,对FBD No8.0对旋风机实物建立三维模型,用Fluent软件对不同轴向间距及不同工况下的对旋风机气动噪声进行数值模拟,借助LMS噪声测试模块对通风机不同工况下入口噪声进行了测试。仿真结果表明:两级叶轮叶顶处声功率较高,轴向间距为0.7时,叶片声功率最低,增大轴向间距,较高的声压级向中低频段移动。大流量工况下,增大轴向间距降低噪声只在一定范围内效果明显;小流量工况下,轴向间距的变化对于声压级虽有影响但并不明显。试验结果表明:当流量减小时,通风机噪声先减小后增大,总噪声在设计工况下较小,对旋风机设计在噪声控制方面合理。     

对旋风机的性能及推广应用前景

笔者通过对对旋风机性能的实际测定，指出了对旋风机在风压、风量、噪声和风机效率等方面的优越性以及与以往应用风机的不同之处，并对该系列风机的推广应用前景作了预测。