基于内部流场分析的小型轴流风扇结构优化

采用孤立叶型设计法、CFD技术、遗传算法等理论,运用自编软件对某一轴流风扇轮毂比参数进行结构优化设计,优化目标为风扇流量。对比分析优化前后风扇内部流场,如风扇的静特性、叶片表面静压分布、子午面涡量分布等信息。由此验证优化方法的可行性．,并总结轮毂比参数对此风扇性能的影响。结果表明：优化后风扇叶片和轮毂表面减小了因涡流带来的能量损失,但叶顶间隙处的涡流增大,能量损失略有增大;在不同流量下,优化后风扇静压有不同程度的提高;优化后风扇的出口速度均比优化前大幅提高;风扇在额定工况下性能、静特性及内部流场都得到了很好的改善。     

微型轴流风扇优化设计系统的设计实现

设计高性能的微型轴流风扇,同时降低设计成本、缩短设计周期,是轴流风扇研究的主要目标.采用孤立叶型法、计算流体动力学技术和遗传算法相结合的策略,构建微型轴流风扇优化设计系统.该系统采用面向对象的设计方法和模块化的构造方法,采用C++及Open GRIP语言编写,并提供开放式接口,使系统易于完善和扩充.在此系统下可以实现微...     

叶顶间隙对小型轴流风扇气动性能的影响

影响小型轴流风扇气动性能的因素很多,叶顶间隙是一个非常关键的因素。利用CFD软件中RNGk-ε湍流模型和SIMPLE算法进行定常计算得出静特性,再利用大涡模拟(LES)和FW-H声学模型进行了非定常计算,得出叶顶间隙对风扇噪声的影响,并分析涡脱落现象。结果显示:四种叶顶间隙的静特性变化趋势虽然相似,但叶顶间隙为1.0mm的风扇模型静态特性较好;在z=0面上,叶顶间隙为0.75mm和1.0mm的风扇模型涡脱落现象比较明显;在叶顶间隙处,沿径向,小叶顶间隙涡脱落比大叶顶间隙早;离散噪声的峰值出现在基频和谐波频率处,并且在高频处声压衰减比较快。     

微型轴流风扇叶顶间隙内泄漏流动的数值模拟

运用FLUENT软件对一种微型轴流风扇内部的非粘性三维流场进行数值模拟,获得了风机内部叶顶间隙内流动规律.对叶顶间隙泄漏涡流的形成和发展作出了比较详细的分析,得到随叶尖间隙的增大,泄漏流动形成泄漏涡,旋涡强度随叶顶间隙的增大(从0.5 mm增大到6 mm)迅速增大到最大值,之后叶顶间隙继续增大,泄漏涡范围增大,但强度不再继续增大.经分析还得到叶顶间隙涡产生于吸力面近叶顶区域,并朝相同流道叶片的吸力面向尾缘方向发展.其结论为进一步弄清叶顶泄漏涡流的流动机理以及为微小型轴流风扇的优化设计都提供了依据.     

叶片穿孔小型轴流风扇气动性能的研究

以小型轴流风扇为原型,对其叶片进行穿孔设计,采用k-ε两方程湍流模型和大涡模拟数值分析风扇的内部流场,对比分析原型风扇和叶片穿孔以后风扇的静特性和气动声学特性。结果显示:叶片穿孔后,在整个计算流量下,风扇的静压升稍有下降,但在最佳工况点时,风扇的静压升基本上和原型风扇相当;涡脱落位置更靠近叶顶;在出口区,涡流消失点向下游移动、涡量减弱,风扇的噪声整体减小,但在不同的频段噪声降低幅度不同,在35～45kHz频率范围内,噪声降低幅度最大。这些研究结果说明,在风扇最佳工况点下采用叶片穿孔方法来降低噪声的方法是可行的。     

叶片倾斜角度对小型轴流风扇静特性的影响

采用叶片周向倾斜设计法,改变一直叶片小型轴流风扇叶型,得到不同周向倾斜角的小型轴流风扇,并对其内部流场进行定常流动的数值模拟,分析直叶片、前倾斜叶片、后倾斜叶片等风扇叶型对气动性能的影响。模拟结果表明,采用叶片前缘倾斜设计可减弱附面层分离,改善风扇流动状况,从而达到提高风扇静压和效率的目的。     

齿形尾缘小型轴流风扇的气动性能研究

小型轴流风扇是计算机散热的主要部件,其通风量和噪声等会直接影响计算机的正常运行和寿命,散热风扇的高性能和低噪声已成为计算机配置的关键问题之一.为此,设计了一种尾缘齿形化小型轴流风扇,该风扇齿形从叶根到叶顶由密到疏分布.并用流体力学软件对尾缘齿形化小型轴流风扇进行静态特性和声学性能模拟,对其进行流场和气动声学分析.结果表明:尾缘齿形化后对小型轴流风扇的静态特性基本没有影响,但在大流量下,效率比原型风扇低;对叶顶间隙和出口区某点的噪声监测发现叶顶间隙处的噪声基本没有变化,而出口区的噪声降低很多;尾缘齿形化后的转子表面的声功率级比原型风扇低,且低声功率级的区域比原型风扇大.     

小型风扇叶顶间隙内部流动数值模拟

通过对不同叶顶间隙小型风扇内部数值模拟,得出不同叶顶间隙小型风扇的静特性曲线、相同S面间隙涡流变化及叶顶到机闸内表面各回转面涡流变化.研究得出:当流量Q小于0.006 5 m3/s时,4个不同叶顶间隙的总压变化趋势一致,均随叶顶间隙的增加总压减小.流量增加时,叶顶间隙为2.5 mm时性能较好;在相同S面上,间隙涡流现象...     

轴流压气机转子性能及间隙流动研究

以一轴流压气机孤立转子实验台为研究对象，对其内部流动进行了全三维的数值模拟。数值计算结果与实验测量结果对比分析表明，程序很好地预测出了孤立转子的总性能和基元性能。以此为基础进一步数值研究了间隙大小的变化对该实验台间隙流动的影响。结果表明，间隙的大小对动叶顶部区域的流动特性，包括间隙流动的发展形式、泄漏涡的强度、间隙流动造成的损失分布等，产生了很大的影响。     

分流叶片周向位置对小型轴流风扇性能的影响

以五叶片的小型轴流风扇为原型,设计出3种不同周向位置分流叶片的模型,采用RNGk-ε湍流模型进行定常数值模拟,对比分析诸模型间的静特性、叶片表面静压分布和涡量分布,选出静特性最佳模型为最优模型对其进行非定常计算,研究其气动噪声性能。结果表明:小型轴流风扇中适当增加分流叶片可以提高静压系数和效率,3种带分流叶片模型叶片表面静压分布均匀,分流叶片可以抑制原型叶片尾缘涡脱落,分流叶片的最优的位置为流道中间,该最优模型前方100mm处的监测点的A计权声压级在各个频段均低于原型模型,功率谱密度峰值均出现基频处,且最优模型的峰值低于原型。研究结果可以为小型轴流风扇结构优化和降噪提供依据。     

对转式轴流风机内流的数值模拟

采用压力修正法（SIMPLE法）和混合H－D格式,结合K－e湍流模型,求解加权平均N－S方程,数值模拟了对转式轴流通风机内的流场,设计性能良好的对转风机有较好的流场,说明通过求解N－S方程是定性分析对转式风机性能的一种有效方法。     

三元流叶片的计算机辅助展开研究

对给出的有限个锥形截面表示的三元流叶片,利用计算机图形学理论重新在三维空间进行了重构,从而提高了叶片展开的精度,简化了展开方法。     

轴流风机叶片裂纹的非线性研究

针对某一型号轴流风机叶片裂纹的情况，用ANSYS有限元法对叶片进行了刚强度、应力分布及轴向位移的计算，通过对比分析叶片应力-时间函数曲线，得出应力集中加快裂纹扩展结论．同时，分析了导致出现裂纹和叶片断裂的多种因素，提出了控制叶片裂纹的对策，使叶片裂纹得到了有效的控制．     

矿用FBD轴流风机出口消声器设计与研究

矿用FBD轴流风机煤矿井下使用广泛,但因噪声较大,影响了使用效果。通过对某风量为700m³/min的轴流风机进行噪声测量,发现进出口频率特征呈宽频状,而风机出口整体噪声值高于进口噪声值,对整机噪声贡献最大。针对以上问题,设计了矩形槽阻性消声器与圆形槽阻性消声器,通过建立声学模型和流体模型,分析两者的声学特性,并对传递损失进行仿真计算,最终确定矩形槽消声器为设计方案。并对其内部插片进行结构优化,使得消声器最大压力从1 067.84 Pa降低到300.00 Pa,最大湍动能从100.00 m²s²降低至50.00 m²s²,在最大风量处压力损失从740 Pa降低到78 Pa。经试验,测得安装消声器后最大降噪量为16 dB,最大噪声值为81.1 dBA,低于规定噪声限值85 dBA,达到整机噪声优化目标。     

风扇级负荷对其进口总压畸变响应特性影响研究

基于不同转子级负荷下的风扇压气机叶排实验特性,应用畸变传递的矩阵分析模型,对不同级负荷下的风扇压气机转子叶排、静子叶排的容进口总压畸变特性进行了详细分析,初步建立了级负荷对总压畸变及其沿轴流压气机叶排衰减特性影响规律。计算结果表明,提高转子级负荷在设计工况附近能有效提高转子叶排容总压畸变能力,但在接近失速工况下其容总压畸变能力明显降低;不同转子负荷下其后静子叶排容畸变特性存在明显差异,这对合理选择风扇压气机设计级负荷尤为重要。     

轴流式水轮机内流场整体三维数值解析

对轴流式水轮机从蜗壳进口至尾水管出口全流道的三维粘性数值解析问题进行了研究,详细地分析了该轴流式水轮机的能量特性及空化特性,分析该转轮引起间隙空化的主要原因.为下一步的改善其转轮空化性能提供理论基础.     

煤矿主通风机内流规律的实验观察及理论探讨

采用“流痕法”研究了现场运行条件下的通过风内流流型和空间旋涡结构,构造出一幅生动的叶型流动图画,将叶型流动图画与涡动力学理论相结合,建立了风机叶型附面层发展的弦向三区物理模式,且描述了旋涡结构物特征。     

河南平顶山火力发电企业轴流风机叶片断裂分析

国家电投河南电力有限公司平顶山发电分公司发生轴流风机叶片断裂故障,对故障前的监控参数、风道和叶片进行了调查,分析了造成该故障的可能原因是:设计存在缺陷,叶顶区域防磨板和铸铝叶身之间存在较大间隙,防磨板弯制使叶顶附近叶身较薄区域内应力较高,叶片断面存在较大的铸造缺陷等。