带进气箱的离心风机导流器调节时性能与噪声特性试验研究

以4-73No8D离心式通风机为对象,对装有分别配合轴向导流器和简易导流器的进气箱的风机在导流器不同开度下进行了风机性能和噪声试验研究。性能试验表明,第1种进气箱结构较为合理,气动性能较好;当风机装有进气箱时,与出口端节流调节相比,采用两种导流器调节均可起到节能作用,且轴向导流器的调节性能优于简易导流器。噪声试验结果表明,风机A声级噪声随效率升高而降低,随导流器开度关小而升高。     

轴流风机后导叶三维数值优化设计方法及其应用

基于轴流风机安装后导叶能明显改善性能,但用目前使用的二维理想的工程方法无法设计良好导叶,必须通过大量后导叶安装角试验,才能改进使用。本文提出轴流风机后导叶三维数值优化设计方法,并用于一个商用风机,设计工况全压和全压效率均提高13%,有很好的变工况性能;本文还对比了用传统工程方法设计的后导叶的性能。     

导叶出口安放角对双向轴流泵性能的影响

导叶出口安放角是影响导叶能量回收能力的关键因素之一,为研究其对双向轴流泵性能的影响,采用流线法设计了11个不同出口安放角的导叶模型,通过数值方法分析各模型内流场特性和外特性。结果表明:设计工况下,出口安放角为70°时,模型效率最高,随着该角度增大,导叶出口后轴截面上的低压区扩大,同时在导叶吸力面中部靠近进口位置出现了较大的低压区,产生脱流及二次回流损失,模型效率下降。说明在设计导叶时,选取较小的出口安放角,且不同截面的翼型骨线采用直线与圆弧的直弯组合形式可以有效改善双向轴流泵在设计工况下的性能。     

Development of low-noise axial cooling fans in a household refrigerator

Experimental and numerical investigation on the aerodynamic noise of axial fans is carried out to develop a low-noise fan, which is used to cool a compressor and a condenser in the mechanical room in a household refrigerator. First, the noise performance of the target fan is experimentally investigated and, then, computational aeroacoustic techniques based on the hybrid method are applied to predict the radiated sound pressure levels. The validity of the computational aeroacoustic techniques is confirmed by comparing the predictions with the measurements. To develop a low-noise fan, we came up with two design concepts: one is that the uneven grooves are made on the surface of the suction side of blade along the rotational direction, and the other is that two different blades are combined into one blade. We have set systematic numerical analysis to evaluate the effects of these design factors on the noise generation of axial cooling fans. On the basis of the prediction results showing the possible reduction of noise levels by applying the proposed design factors to the existing fan, experiments using a full refrigerator with two prototype fans are made, which show that the sound power levels from the newly developed fans are less than those of noise from existing fans. Finally, an additional experiment performed by using a grooved/double-bladed fan installed in a household refrigerator shows that the overall noise from the new fan is reduced by approximately 1 dB to 2.2 dB in comparison with that from the existing fan in the refrigerator over the rotating speeds from 1090 rpm to 1210 rpm.     

进风口曲线形状对电壁炉用贯流风机性能的影响

研究了电壁炉用贯流风机的流场。数值比较了不同进风口曲线(直线、圆弧和折线)下贯流风机的压力场、速度场和流线分布,并对风机出风口处的仿真速度和实验速度进行了比较,证明了计算流体力学(Computational F lu id Dynam ics,CFD)方法对贯流风机数值仿真的正确性,并得到不同收敛精度下进风口曲线形状对风机性能的影响,为电壁炉用贯流风机优化设计奠定了基础。     

基于CFX的导叶与叶片间距对泵装置性能改变的研究

基于CFX采用数值模拟方法计算轴流泵导叶进口边与叶轮叶片出口边的平行间距S的变化对泵装置性能的影响。在质量守恒定理和动量守恒定理的基础上,应用Navier-Stoke方程和标准k-ε湍流模型,通过对轴流泵全流道三维湍流数值模拟,求解了导叶出口处的速度场和压力场。分析了S=9mm,S=12mm,S=15mm 3种情况下,流量、扬程、功率和效率的关系,研究了轴流泵导叶进口边与叶轮叶片出口边的平行间距的变化对泵装置性能的影响。     

扭曲叶片贯流风机流场及扭曲角对性能的影响研究

研究了电壁炉用贯流风机在扭曲叶片下的三维内部流场,数值比较了不同扭曲角对贯流风机出风口体积流率的影响,从而得到贯流风机叶轮在一定转速下,叶片扭曲角取60°时,风机出风口风量最大,性能最优.通过自建的贯流风机性能参数检测台,实验测试了扭曲叶片贯流风机出风口平均风速和直叶片贯流风机出风口平均风速大小,并且和数值计算结果基本吻合.为贯流风机叶片优化设计提供了重要的理论基础.     

基于CFD技术的大容量风冷冰箱流场分析及改进设计

冰箱中食物的保存质量直接依赖箱内的空气流场和温度分布,而流场分布及温度分布取决于冰箱风机系统、风口位置及内部结构,这是当前大容量风冷冰箱设计中的一个难点。本文将CFD仿真技术引入到大容量风冷冰箱产品设计中,建立了某型号大容量风冷冰箱风机风道系统的三维模型,对冰箱风道的流场进行了仿真分析;根据仿真结果采用离心风机替代传统的轴流风机,并对风道系统进行针对性的改进,很大程度上提高了冰箱出风口风量,改善了风道系统流场分布并且有效降低了噪音。物理试验验证了本文研究方法的可行性和正确性。     

动车组牵引变压器冷却风机气动噪声特性的试验和仿真分析

为研究动车组牵引变压器冷却风机的气动噪声特性,针对某型冷却风机进行气动噪声试验,得到在不同测点处的声压级和频谱特性。同时,针对该型风机建立仿真模型,模型中考虑电动机、支架等实际结构,结合计算流体力学方法和Lighthill声学比拟理论,对冷却风机的非定常流动特性和远场声场进行数值仿真,与试验数据进行对比。结果表明,通过大涡模拟得到的冷却风机噪声主要阶次与试验具有较好的一致性;在基于风机侧面评价点声压功率谱密度所估算声功率贡献量中,宽频带噪声占比为74.76%,是后续减振降噪的重点;阶次噪声占比为25.24%,结合仿真分析发现,阶次的主要来源为进风口动叶轮和出风口动叶轮处气流脉动压力所形成的偶极子声源,其中进风口第33阶次和出风口第10阶次最为重要。所得分析结果可为该型风机的气动性能和气动噪声的改进提供切实可行的参考依据。     

多级离心泵首级叶轮停机特性数值研究

针对多级离心泵在突然断电情况下可能出现的意外事故问题,基于滑移网格技术、用户自定义函数和SIMPLE算法,在关死点处和给定转速下降规律情况下,对一多级离心泵首级叶轮的停机过程进行了内部非定常粘性流动的数值模拟,通过数值计算获得了多级离心泵首级叶轮停机过程的外特性和内部流场演化特性,重点分析了叶轮进口、叶轮出口和反导叶出口3个位置处的瞬态物理量变化。研究结果表明,无量纲扬程系数在停机之前和停机过程前期阶段基本不变,而在停机过程末期迅速下降,叶轮停止转动时,各个物理参数并未同步趋零,总之表现出明显的瞬态行为特征;叶轮出口处的物理量参数变化受叶轮转动影响最大,其次受叶轮进口处的参数变化影响,而反导叶出口处的参数变化最小。     

Computational study on the performance improvement of axial-flow pump by inlet guide vanes at part loads

In order to investigate the influence of adjustable inlet guide vanes on the hydraulic performance of axial-flow pump and impeller, the axial-flow pump with different inlet guide vane adjustable angles was simulated based on the RNG k-ε turbulent model and Reynolds time-averaged equations. The multivariate non-linear regression prediction model was established about the effect of adjustable inlet guide vane on the hydraulic performance of axial-flow pump based on the numerical simulation. The performance curves of axial-flow pump with different inlet guide vane adjustable angles were obtained by calculation, showing that the performance curve shifts towards larger flow volume in case the guide vanes are turned from positive to negative angle. With the increase of inlet guide vane positive angle, the optimum operating of pump is closer to smaller operating condition, but the hydraulic efficiency of pump is lower. The larger the flow is, the larger the decreasing amplitude of pump efficiency is. With the decreases of inlet guide vane negative angle, the higher hydraulic efficiency of pump increases first then decreases. The inlet guide vane angle affects the axial velocity distribution of the blade trailing edge.

     

烤烟用低压轴流风机性能试验研究

结合国内部分烤烟用低压轴流风机的发展趋势,针对KY7A系列不同结构风机,进行进气性能试验,依据轴流风机进气试验,给出测试得到的外部性能曲线。试验结果显示风机出口动静压、总压及噪声受叶片数量和叶片造型影响,为从整机角度选用合理的风机提供了依据。     

带有前后导叶的新型可逆轴流风机数值研究

地铁、隧道和地下工程等众多领域都要求轴流风机可以实现完全反转反风。针对这种特殊的要求,提出一种可明显提高可逆风机正反风效率的新方法,该方法要求在完全可逆风机动叶上下游设置安装角度为90°的完全对称翼型的前后导叶。对带前后导叶和不带前后导叶的两种风机取完全相同的计算区域,通过详细的数值计算和分析对比发现,带前后导叶的可逆风机的前导叶对进口气流方向基本没有影响,但是,后导叶却可以大幅降低出口周向旋绕速度,使得出口气流基本沿轴向流动,从而大大降低扩散筒内的气流沿程损失,扩散度越大效果越明显,同时也回收部分周向旋绕动能,增加出口静压。以上两种机理使得带前后导叶的新型风机的效率和全压都比无导叶的单叶轮风机明显提高,同时,结构的上下游完全对称也保证了风机正反风性能的完全可逆性。     

用可调进口导叶调节特性的大型混流泵

阐述了大型混流泵采用可调进口导叶调节特性的原理、技术特点和结构设计 ,介绍了带可调进口导叶的SEZ2 0 0 0— 1 62 5VR型泵的具体结构和运行效果。     

导叶周向布置位置对核主泵压力脉动的影响

基于RNG k-ε湍流模型和滑移网格模型,对核主泵导叶在不同周向位置缩比模型的内部流动进行全三维非定常数值计算。研究导叶周向布置位置对叶轮出口、叶轮-导叶间隙处以及泵壳内压力脉动的影响规律,并分析导叶周向位置对导叶下游流动的影响,结果表明:导叶周向位置对模型泵内压力分布影响较大,在时域图中,导叶位置主要影响模型泵内压力脉动的波动幅度,导叶在α=0?时压力脉动的主波动幅度最小;在频域图中,导叶位置主要影响压力脉动能量幅值,导叶在α=0?时脉动能量幅值最小。叶轮出口的压力脉动能量幅值最大,泵壳内的能量幅值最小,压力脉动主要由动、静叶间的相互干涉引起。叶轮出口、叶轮-导叶间隙处的压力脉动频率主要受叶频影响,泵壳内的压力脉动频率仅与转频有关。导叶周向位置对导叶下游的内部流动影响较大,导叶在α=0?时截面B—B内的压力分布均匀、压力梯度小。合适的导叶周向位置可有效改善泵内的压力脉动分布,进而降低泵的振动。     

贯流风机性能参数实验与扭曲角优化

介绍了一种自行研制的电壁炉用贯流风机性能参数检测台,详细描述了检测台中关键部件的实验测试原理,并对直叶片和扭曲叶片贯流风机在热风状态下的性能参数(出风口风速、风量和风机转速等)进行了对比实验研究,得出了扭曲角为60°的扭曲叶片贯流风机的性能明显优于直叶片贯流风机。同时对扭曲叶片贯流风机流场进行了数值模拟,并对扭曲角进行了优化。结果表明:数值计算和实验结果基本吻合,这两者的结合是研究贯流风机结构和改进其性能的有效手段。     

基于OpenFOAM的导叶式离心泵数值模拟研究

针对目前有关OpenFOAM对带导叶这种特殊结构的离心泵的计算研究较少且没有形成系统性研究的现状,为了验证OpenFOAM开源软件在导叶式离心泵数值计算方面的可靠性,分别对0.6Qd～1.4Qd流量工况下的导叶式离心泵进行外特性试验以及稳态和瞬态的数值计算.结果表明:OpenFOAM计算得到的外特性结果贴近试验数据,最...     

小型多翼离心风机叶片斜切分析及试验研究

在小型多翼离心风机叶轮的设计中采用叶片进气端斜切,通过改变风机进口结构来改善气流在进口转弯处流动的不均匀特性,可以有效提高风机性能.本文依据CFD理论,分别对原风机叶轮以及采用两种不同斜切叶片方式的叶轮,利用Solidworks及其数值模拟模块Flow Simulation建模并模拟计算,对比分析得出了叶片斜切对风机性能的影响,并以此为依据制作三种风机实体进行性能试验对比研究,结果表明风机叶片斜切对改善风机性能有着重要影响.     

离心通风机旋转失速的特征分析

对采用进口导流器调节的离心通风机的旋转失速问题进行了试验研究，并借助谐波小波对旋转失速的频率、幅值特性及动态过程进行了时频分析和特征提取，揭示了旋转失速发展的规律及对风机性能的影响。     

S形下卧式轴伸贯流泵装置叶片区压力脉动特性研究

为研究S形下卧式轴伸贯流泵装置叶片区压力脉动特性,采用非定常CFD方法对不同工况时泵装置进行了全流道三维非定常流场数值计算,通过在叶片区设置监测点以获得叶片区关键位置的压力脉动数据,并进行频谱分析。通过与实测泵装置扬程和效率对比,证明该方法能较准确地反映泵装置内部非定常流动特征。研究表明:高效工况和大流量工况时,转轮进口和出口的脉动幅值从轮缘向轮毂侧逐渐减小,小流量工况时未呈现该规律,各工况时转轮进口和出口脉动主频受叶频控制。流量系数KQ在(0.368~0.552)范围内转轮进口处同一监测点的压力脉动幅值随流量增大而降低,转轮与导叶体间的脉动幅值随流量的增加先减小后增大,在高效工况附近脉动相对最小。导叶体出口的压力脉动主频受叶频的影响较小,未与导叶体叶片数成规律。