前缘锯齿形叶片对对旋轴流风机气动性能的影响

针对FBD No.8.0型矿用对旋轴流局部通风机,在叶片前缘部分由叶顶到叶根1/3段内开设锯齿结构。利用ANSYS数值分析软件,对比叶片开设锯齿形结构前后的性能曲线和内流特性,探究了前缘锯齿形叶片在不同锯齿结构参数下的影响。结果表明:在设计工况点下,前缘锯齿形叶片能有效提高叶轮的做功能力和碾压破坏叶片附近的涡,进而提高风机整体性能;一级叶轮前缘开设锯齿形结构对风机气动性能的改善要优于二级叶轮;相对齿高为0.56的一、二级叶轮均使用前缘锯齿形结构叶轮改善风机气动特性效果最佳,其全压与效率分别提高了4.52%和2.53%。     

机匣处理对轴流风机性能影响的数值研究

为研究机匣处理对通风机气动性能的影响,以OB-84型动叶可调轴流风机为对象,基于Fluent对不同机匣处理方案下的风机性能进行了三维定常数值模拟。研究表明:不同机匣处理方案对风机性能均有明显影响,设计工况及大流量下全压和效率均有所提升,小流量下则与之相反;机匣处理改变了吸力面与压力面的静压分布,叶顶泄漏流减轻,叶片中上部通流能力增强,做功能力增加;对比各种开槽结构,圆形槽结构提升风机性能最为明显。     

离心通风机叶片数对气动性能与噪声影响的试验研究

对离心通风机不同叶片数的气动性能与噪声进行了试验研究,并根据试验结果总结出几个有实际应用价值的结论。     

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。     

用数值模拟研究叶片数变化对轴流泵性能的影响

应用轴流泵作为喷水推进器的核心部件具有推进效率高、抗空化（汽蚀）能力强、噪声低等优点。本文运用计算流体动力学（CFD）软件-FLUENT基于标准κ-ε紊流模型以及SIMPLE算法对020Q84轴流泵内部流场及其运行特性进行三维数值模拟，研究叶片数变化对轴流泵性能的影响。研究结果对轴流泵设计人员具有一定参考价值。     

叶片后缘加厚对轴流风机性能的影响

为解决NACA65系列翼型叶片后缘轮廓线内切圆半径收敛至0引起的铸造工艺问题,采用三次多项式函数生成叶片后缘厚度函数,精确调整叶片后缘末端厚度.基于Ansys软件对不同叶片后缘厚度的风机进行流体仿真,并分析其气动性能与静力结构特性.结果表明叶片后缘增厚使得叶片附面层分离损失增加,尾迹与叶栅主流区的掺混损失增大.叶片载荷...     

后置导风锥对轴流风机性能影响的研究

本文以一款消防轴流风机为研究对象,基于对风机尾部流场的改善提出在风机尾部加一直线型导风锥结构,并分析了加后置导风锥对轴流风机的气动性能的影响。采用CFD方法对加导风锥前后的轴流风机整机模型进行了稳态三维流场计算,并对数值模型进行了实验验证。对比分析了风机尾部流场的变化,结果表明:导风锥能有效改善尾部流场的涡结构,降低流动损失,风机的全压和全压效率都有明显的提升。     

不同叶片厚度对轴流风机流动特性影响的数值模拟

为了获得不同叶片厚度对轴流风机流动特性的影响,对叶片相对厚度为6%、9%、12%以及15%的4种风机进行了数值模拟。结果表明:薄叶片风机在设计流量点附近有更好的气动性能,但流量变化对风机性能的影响明显大于厚叶片风机,厚叶片的风机有更大的稳定工作区间。叶片厚度的增加,改善了叶片前缘附近的流动情况,但使叶片尾缘附近的做功能力减弱,流动分离更加严重;减小了叶顶泄漏流对主流的影响和叶顶二次流动强度,但叶片中尾部二次流强度增加,使流动失稳,增加了能量损失,使得风机气动性能降低。     

叶片数对双吸泵性能的影响研究实验

为掌握叶片数对双吸泵工作性能的影响,以S型双吸泵模型为基础,通过改变叶片的数目获得了四种叶轮水力模型。基于SIMPLEC算法、标准湍流模型和雷诺时均的方程作为流动控制方程,通过FLUENT仿真软件分别对叶片数为4、5、6、7四种双吸泵模型进行数值模拟。通过对比分析仿真结果,得到了叶片数对双吸泵性能的影响规律,为水泵设计者合理选取叶片数提供有益参考。     

轴流风机关键特征参数变化的气动性能计算方法

通过对轴流风机基元级截面处的气动力分析,应用儒可夫斯基升力定理和动量定理,结合速度三角形和叶轮进出口截面间的气动参数间关系,建立了风机全压、流量、功率、全压效率与叶片平均相对速度、升力系数、叶片安装角、叶片数、叶片弦长间关系的数学模型。并考虑到叶栅翼型与孤立翼型间升力系数的差异,对叶栅翼型升力系数修正到相对应的孤立翼型升力系数。基于现有产品性能按本数学模型进一步建立了变安装、变叶片数和变叶片弦长后的风机性能参数关系式。计算实例结果表明,该计算方法能满足工程需要。     

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。     

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。     

风力发电机叶片气动特性数值模拟

建立小型风力发电机叶片的三维流场模型,运用流体软件(FLUENT)分析旋转叶片在不同风速作用下的流动特性及气动特性的变化规律。结果表明:随风速的增大,叶片失速现象越严重,叶尖处的压强和流速均达到最大值;同时,风力发电机输出功率增大,叶尖速比和风能利用系数都减小。利用风能实验平台对小型风力发电机进行了实验测试,将所得数据与数值模拟结果进行对比分析,验证了数值模拟方案的准确性和有效性。     

高密实度H型风力机气动性能的数值分析

针对高密实度H型风力机在不同叶片数下的气动特性及风场布置等问题,将采用k-ω SST湍流模型进行数值模拟的方法应用到对高密实度H型风力机的研究中.开展了对风力机做功特性的分析,建立了流场与风力机功率之间的关系,提出了单个风力机设计选择叶片数时应综合考虑风力机效率和轴承安全这两个因素;在尾流场分析的基础上对不同叶片数的风力机在风场前后串列布置进行了评价.研究结果表明:叶片在上游(θ=90°附近)的气动性能决定整个风力机的性能;由正常工况点下的流场图显示,叶片数的增加导致流场复杂,以及叶片的内外压差逐渐减小,从而使得功率下降;尾流场流向速度恢复至来流速度的距离随叶片数的增加而减小了28.1％,这对风力机的前后串列布置提供了依据.     

用数值模拟研究叶片数变化对离心挖泥泵性能的影响

采用计算流体动力学(CFD)软件,在双参考坐标系下,利用有限体积法对雷诺时均Navier-Stokes方程进行数值离散模拟。选用Realizableκ-ε湍流模型、SIMPLEC方法求解,对2台离心挖泥泵在不同叶片数下的内部流场进行了叶轮和蜗壳的数值模拟,研究叶片数变化对挖泥泵性能的影响。当叶片数由3枚增加到4枚后,泵的扬程和效率都大幅提高,其中扬程提高了大约17%左右,轴功率提高了12%左右,效率提高了5%左右,该研究结果对挖泥泵设计人员具有一定参考价值。     

用于轴流风机的轴流叶轮气动性能试验研究

参照GB/T 1236—2000《工业通风机用标准化风道进行性能试验》,对同一台轴流风机的5种轴流叶轮分别进行了气动性能试验,通过对比5种轴流风机的气动性能试验数据进行分析,研究了单级轴流叶轮的叶片角度和叶片数对其性能参数的影响,得出了全压、风量、效率随叶片角度和叶片数改变的变化规律,试验结果表明:在最高效率工况条件下,首先对比相同叶片角度,不同叶片数的第一组试验系列,得出叶片数Z=6时,风量最大,功率最小。然后在相同叶片数,不同叶片角度的第二组试验系列,得出Z=6,β=38°时,风量最大,全压最大,功率最大,全压效率居中,因此得出应用于新型轴流式灭火风机的轴流叶轮最佳叶片数和叶片角度的组合。     

双排涡流发生器高度参数对风力机气动性能影响的研究

为了研究双排涡流发生器高度参数对风力机气动性能的影响,以NREL Phase VI风力机叶片为模型,采用CFD方法分别对加装单排涡流发生器、不同高度参数双排涡流发生器共10种模型进行模拟,分析其在不同风速、转速下对风力机叶片气动性能的影响。计算结果表明,所有不同高度参数双排涡流发生器在不同转速、来流风速时,均能提升风力机叶片气动性能,改善风力机流场。其中,第一排涡流发生器与第二排涡流发生器高度差越大时,双排涡流发生器整体流动控制效果最好,即最佳高度参数Case 4(第一排涡流发生器高度3 mm,第二排涡流发生器高度9 mm)前低后高组合。同时,最佳高度参数双排涡流发生器和单排涡流发生器相比能进一步延迟流动分离,取得更好的流动控制效果。     

矿用对旋轴流风机气动噪声分析

针对矿用KDF-5局部通风机振动剧烈和噪声大等问题,通过实验采集风机内部流场压力脉动和出口处噪声信号,利用数值模拟,对风机内部流场及气动噪声进行分析.说明不同工况时风机内部流动对风机噪声的影响,并预估出风机出口处噪声频谱特性.给出风机两级叶片的静压时间导数,分析主要噪声源的位置.找出降低风机噪声的途径,改进风机的气动参...     

叶片载荷对半开式离心叶轮气动性能的影响

为提高半开式离心叶轮的气动性能,采用数值模拟及分析方法对三种叶片载荷分布的叶轮在不同叶顶间隙下的流动特征及性能参数影响进行了量化对比,结果表明:载荷分布形式与叶顶间隙值对叶轮气动性能有影响,当载荷前置时,叶轮性能受间隙的影响最小;叶顶间隙引起的泄漏量对叶轮性能影响不明显;叶轮流道中后段的流动性能更易受载荷、叶顶间隙值等因素的影响,导致效率下降。     

低压轴流风机噪声的数值预估

采用流场三维数值模拟结果,得到叶片边界层数据,再用尾流脱落模型进行低压轴流风机的噪声预估;两个样机实验表明,采用这种方法得到的预估结果和实验结果比较吻合。