小型高压小流量轴流风机设计理论

应用积分方法求解轴流风机径向平衡方程，扩大了方程稳定解的范围，同时应用叶栅理论计算小尺寸的高压轴流风机的损失，并采用压缩机叶栅的实验修正数据，设计了一台高压小流量轴流风机，通过GB1236－85风机标准试验，基本达到设计要求。     

对旋轴流风机结构尺寸参数对气动性能的影响

针对FBD No. 8.0矿用对旋轴流风机内部流场不稳定、压力损失较大等问题,对风机内部的集流器和整流罩的几何尺寸参数进行了优化研究。首先,选择集流器入口直径、长度和整流罩的两段水平长度作为正交试验因素,全压效率为试验的评价指标,探究集流器和整流罩的共同作用对风机气动性能的影响;然后,根据L₉（3⁴）的正交试验表,设计了9种试验方案,并进行了数值计算;最后,采用极差分析的方法,得出了几何参数对风机效率的主次影响顺序,确定了对旋轴流风机最优的尺寸参数组合。研究结果表明:相比于原型风机,优化后的对旋轴流风机在流量点750 m³/min时,全压和效率分别提高了2.64%和1.74%;在全流量工况下,全压和效率平均提高了2.12%和2.31%;同时,优化后的风机能够有效缓解入口处的涡团现象,降低风筒前端内部的压力差值,改善进气情况,减小叶片表面的涡量,提高风机的性能。     

用微机计算冷却系统的输入功率

一、前言 在设计机床冷却系统时,合理选用系统的冷却泵是节约能耗的一个重要方面。但是,冷却系统与液压系统相比,其工作压力大大低于液压系统,因此冷却系统的管路阻力损失是不能忽略的。特别在重型机床冷却系统的设计中,因有管路长、管子通径尺寸种类多和弯头多等特点,给计算带来麻烦。本文根据一元粘性流体的伯努里方程、尼古拉兹阻力系数和局部阻力系数的计算方法,来确定冷却系统总的能量损失。根据所需流量和冷却液的粘度等参数,来计算冷却泵的总扬程。最后,根据泵的效率换算成系统的输入功率。将上述过程编制成程序,经微机计算就可得出…     

凹坑叶片对前置机架轴流风机的性能影响研究

受高尔夫球表面凹坑减阻设计启发，本文研究了在风机叶片表面制造小凹坑来提高风机的气动性能。本研究通过数值计算和实验测试对比了原型叶片和凹坑叶片对8038前置电机架轴流风机的气动性能的影响。数值结果表明：前置电机架使得叶轮流道速度分布不均匀，气流在电机架后形成速度亏损并形成大尺度旋涡。风机出口处的压力脉动主频为风机的叶频。凹坑叶片明显改善了流道内速度梯度分布，减小了前置电机架绕流旋涡的尺度以及风机出口处压力脉动幅值。实验测试凹坑叶片风机最大流量提高了3.2%，最大压力提高了1.4%，在失速点最大压力提高了8.3%，噪声降低了0.5dB(A)，性能提升效果明显，该研究为轴流风机的优化设计提供了参考。     

周向弯曲叶片在轴流风机上的应用研究

通过对基准风机出口导叶进行周向正弯30°、15°和周向反弯30°、15°的全流场计算分析,研究不同弯度下叶片出口压力的损失,计算出采用周向弯曲叶片对较低转速轴流风机效率的影响甚微.     

子午加速轴流风机气流稳定器的设计

一、前言子午加速轴流风机由于其压力大、效率高等优点,近年来获得了广泛地应用,尤其是在矿井局部通风中应用最多。但是,该型风机和普通轴流风机一样,有这样一个缺点,即当流量减少时,在某一范围内产生不稳定工况,其压力特性线上有一段凹下部分。这个特点,对于工况变化不大的风机来说,问题不是太大,能够使风机在高效点附近工作。但是,对于工况变化大的风机,如矿井局扇风机,随着巷道     

先进翼型与先进翼型风机的设计与实验研究

为了改进和提高轴流风机的性能,用计算流体力学（ＣＦＤ）方法设计了系列风机用翼型,并对其中部分翼型和风机行业原来采用的翼型ＣＬＡＲＫ－Ｙ和ＡＲＦ－６Ｅ在风洞中以及用于风机后在风机试验台上进行了对比试验。试验结果表明,新设计的翼型,气动性能高于原有的冀型,采于新翼型的风机,效率和噪声性能高于原有翼型的风机。     

一种新型结构风机设计及其性能测试

为满足工业领域对高压比、低流量风机的需求,设计了一种新型结构的小尺寸、高压比、低流量风机。该风机在结构上不同于轴向进风、轴向出风的轴流风机,也不同于轴向进风、径向出风的离心风机,而是采用了径向进风、径向出风的结构。文章对该风机的结构特点、工作原理进行了详细介绍,并对风机的流量和压力进行了初步测试。测试结果表明:该新型结构风机在叶轮直径为110 mm,电机转速为6000 r/min的工况下,极限压力可高达7.4 kPa,极限流量可高达226.69 L/min。     

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。     

新型节流装置的实验研究

对用于大管道流量测量的新型插入式节流装置,根据相似原理的分析,推导出流体在强制流动条件下,两流体系统压力场相似的欧拉准数Eu,利用风洞实验进行验证和标定,从而应用于实际流体流量的测量,提高流量计算的准确性和可靠性.     

长短复合导叶对两级动叶可调轴流风机 性能的影响

为研究长短复合导叶对动叶可调轴流风机性能的影响,以某大型两级动叶可调轴流风机为对象,构建了第二级导叶后部和前部长分别依次缩短10%等10种长短复合导叶方案,采用FLUENT软件对不同方案下的轴流风机进行了三维定常数值模拟,分析了复合导叶对风机性能、内流特征和静力结构的影响。研究表明:长短复合导叶对轴流风机的性能有显著影响,在中小流量侧导叶后部缩短10%和20%方案气动性能得到提升,在大流量侧则与之相反;其他缩短方案其性能均低于原风机,导叶后部缩短风机性能优于导叶前部缩短情形;在设计工况下,导叶后部缩短10%时第二级动叶表面压力发生变化、做功能力增强,整机熵产率有所增加,第二级动叶应力和总变形有所增大,振动减弱,但满足使用要求。     

基于CFD的地铁用轴流风机性能模拟

为优化地铁用轴流风机的设计方案,缩短设计周期,减少设计试验所消耗的人力和物力,应用商用计算流体力学(CFD)软件FLUENT,建立风机物理模型和计算模型,采用四面体非结构化网格对物理模型进行网格划分,根据实际条件设置边界条件,对地铁轴流风机在不同转速下的压力场、速度场进行模拟。得出在不同风量下的全压和效率值,并将模拟结果与试验结果作了对比,两者基本吻合,尤其是额定工况下的风量和风压,较为接近。说明应用CFD对风机进行数值模拟的结果是可信的,对设计可以起到指导性的作用。     

扩压器扩压角度对轴流风机噪音的影响

针对某大型轴流风机噪声高的问题，提出了一种通过改进圆锥形扩压器角度设计，以此来降低风机气动噪音的数值模拟分析方法。首先，以某蒸发空调用轴流风机为研究对象，利用风洞实验台和声学实验室，分别测试了该风机的性能及其噪音特性；然后，基于LES方法和FW-H方程相结合的声类比方法，采用Fluent对其进行了模拟计算，并将结果与风机的流动和声场实验结果进行了对比验证；最后，利用数值模拟的方法，分析了3种圆锥形扩压器扩压角度(8°、9°、10°)对风机静压恢复系数和噪声频谱的影响。研究结果表明：(1)3种不同扩压角度的扩压器均能降低风机的气动噪声；(2)当扩压角为9°时，风机出口处的旋涡明显减小，静压恢复系数最大为0.654,且与无扩压器相比，人耳最敏感区域2 000 Hz～4 000 Hz的噪声降低幅度最大，可降低4.7%。该研究可为该类轴流风机的降噪提供参考。     

对旋轴流风机三维流场的非定常数值模拟研究

应用三维非定常数值计算方法对矿用对旋轴流风机的非定常特性进行了数值模拟研究.数值计算中将SIM-PLE算法与RNG k-ε湍流模型相结合,以风机三维全流道为计算域,获得了对旋风机不同特征面上压力特性的非定常分布.计算结果表明,对旋风机在一个旋转周期的不同时刻,其内部流场存在显著的非定常特性.     

新型地铁风机动叶安装角度的变化对风机性能的影响

对带有前后对称导叶的新型可逆轴流风机的内部流场进行了数值模拟,设计了4种可逆轴流风机并进行了新型可逆轴流风机的性能预测和流场分析,得出了动叶安装角的变化对可逆轴流风机性能的影响,随着叶片安装角度的增加,风机的最高效率增大,最高效率点对应的流量也相应增大,同时风机在较大的工况范围内均能保持较高的效率和压升.     

轴流风机噪声源及旋转噪声预测

轴流风机是使用很宽的通用机械,其所产生的噪音已成为日常所遇到的重要噪声源之一。本文对轴流风机中产生噪音的原因进行了分析,根据所建立的旋转噪音模型进行了计算,并对计算结果作分析。另外,讨论了风机轴的间隙、风机的周速及转子叶片数和静子叶片数的组合关系对声压级的影响,为进一步探讨风机降噪问题提供了值得重视的依据和途径。     

叶片尾缘凹陷结构对空调用轴流风机性能的影响

根据建立的窗式空调用室外机的数值仿真模型,首先对室外轴流风机的风量-静压特性进行数值研究,通过与实验测量的比较,验证了本文数值计算的有效性。考虑到轴流风机降噪的要求,本文研究了两种叶片尾缘凹陷结构对轴流风机气动性能和噪声的影响。进一步考虑到轴流风机风量的提升要求,考察了叶片高度变化对轴流风机风量和噪声的影响。研究结果表明,轴流叶片尾缘的凹陷可以改善叶片表面压力分布,减小叶轮叶片尾迹,降低室外风机气动噪声。在不同转速下对空调用室外轴流风机的风量和噪声进行测量,发现在小风量条件下采用叶片尾缘凹陷结构可降低风机噪音1.0d B以上;在大风量条件下,采用叶片尾缘凹陷结构,降噪效果有所下降。如果保持叶轮转速和半径不变,在可装配条件下,叶片高度从58mm增加到79mm,空调用室外轴流风机的风量较原型增加了75m~3/h,增幅达15.5%。     

叶片切割对轴流风机性能影响的数值研究

叶片切割是解决实际风机裕量过大问题的一种简单而有效的手段。以OB-84型动叶可调轴流风机为研究对象,模拟叶片相对切割量为5%、10%和15%时叶顶间隙改变和不变情形下风机的性能曲线变化,探讨切割量、叶顶间隙对风机内流特征和性能的影响,得到切割前后风机运行工况点的关系式。研究表明,与原风机性能相比,叶片切割后全压和效率性能曲线均有不同幅度下移,叶顶间隙不变时在设计流量附近的性能优于叶顶间隙改变时的性能,过大流量下则相反;由于轴流风机参数裕量选择过大导致风机通常运行在设计工况点左侧,因此,轴流风机叶片的切割应保持叶顶间隙不变以保证其性能下降较小;叶顶间隙对切割前后的运行工况点关联式具有显著不同的影响,所得关系式可用于确定叶片的实际切割量,对轴流风机叶片切割改造具有重要的实际应用价值。     

多翼离心风机性能的数值计算和实验测量

采用基于Smagorinsky模型的大涡模拟(LES)方法及FW-H方程,对不同流量工况下多翼离心风机的压力、效率、噪声等性能参数进行了数值模拟,并通过实验测量,对数值方法和计算模型的有效性及结果的准确性进行了验证。研究结果表明:在多翼离心风机内,流动涡核区域主要集中在叶轮叶片靠近蜗壳出口区域;在叶片前缘由于气流的冲击存在着较大压力区,在叶片尾缘吸力面由于流动涡脱落存在着负压分离区;随着流量增大,风机的总压和静压逐渐降低,动压逐渐增大,效率也出现先升高再下降的波动。在大流量工况下,计算获得的风机噪声为68.3d B,实验测量噪声值为69.4d B。     

轴流风机叶片轻量化及耐磨性研究

轴流风机叶片作为风机最重要的部件,其轻量化和耐磨性也逐渐成为重要的研究方向。本文根据某项目轴流风机的设计要求,重点从选材、成型工艺、强度计算等方面对轴流风机叶片的轻量化和耐磨性综合地进行了研究。研究结果表明:采用铝合金或碳纤维复合材料,通过一定的工艺制备的叶片可以达到轻量化和耐磨性的要求。从有限元计算结果来看,两种材料制备的叶片均可满足项目设计要求。