带加强盘的交错叶片型风机结构及流动特性

为提高大流量离心风机的气动性能,运用计算流体动力学研究了加强盘位置及叶轮型式对叶轮结构强度、风机性能及压力脉动的影响。结果表明：加强盘居中时风机设计点效率与原型机相比提升3.9%,叶轮最大总变形量减小56.5%,蜗壳流域压力脉动降低5.4%;表面加强盘居中有利于增强叶轮结构强度,提升风机气动性能并降低蜗壳流域压力脉动;采用交错叶片能降低70%以上蜗壳流域压力脉动,有利于风机离散噪声控制;受高低能流体掺混产生的湍动能耗散影响,交错叶片型风机气动损失增加,且叶道内压力脉动幅值增大。加强盘居中和采用交错叶片是提高大流量离心风机气动性能和降低离散噪声的有效方法,但需注意其对气动损失的影响。研究结果可为大流量风机加强盘设计提供理论依据。     

空调器贯流风机的性能试验与优化

对影响空调器贯流风机性能的叶轮尺寸参数、蜗舌间隙和蜗壳间隙分别进行试验比较,得出了该空调器贯流风机较佳的结构参数值,从而改善了其气动和噪声性能.     

空调器室内机气动噪声模拟

采用数值模拟的方法对空调器室内机气动噪声进行了计算,分析了室内贯流风机蜗舌处的压力脉动,并通过Curle方程和快速傅里叶变换得到了蜗舌处旋转噪声频谱。通过对旋转噪声频谱的分析,证明了采用不等距叶轮可大大降低贯流风机基频处噪声,使基频的声能分布到较宽的频带范围内,并且可以使基频的峰值移到低频部分,从而使风机的噪声干扰能力大大降低。同时通过对各种不等距叶轮的旋转噪声频谱进行分析,提出了一种能够有效降低贯流风机旋转噪声的不等距叶轮结构。     

扭曲叶轮对多翼离心风机内流及噪声特性的影响分析

针对扭曲叶轮多翼工频离心风机内流及声学特性的探究问题,研究了不同叶轮扭曲度对多翼离心风机的气动性能的影响。首先,建立了离心风机CFD计算模型,进行了离心风机流量-全压效率性能曲线验证试验;然后,利用Fluent计算得到了不同扭曲参数的风机性能数据,速度流线图和A、B处回流涡涡量;最后,基于FW-H方程分析了不同叶轮扭曲度声压频谱图,并分析了不同叶轮扭曲度离心风机的1/3倍频程频谱图。研究结果表明：扭曲叶轮风机较直叶轮风机全压效率下降了7.75%～8.07%,且存在去偏心涡的现象;扭曲叶轮可减少涡流的形成,有效降低风机噪声,在基频1 300 Hz处,3°,6°和9°扭曲叶轮风机噪声分别降低了0.06 dB、1.15 dB和8.35 dB,可见扭曲叶轮可应用于多翼离心风机的降噪设计。     

空调器室外机上下并联轴流风机系统的气动及声学特性

采用粒子图像测速技术和计算流体力学方法对空调器室外机上下并联轴流风机系统的气动和声学特性进行研究。研究发现,上下并联轴流风机系统的离散频率噪声的基频和高次谐波频率均不等于任何一个单体叶轮的基频及其高次谐波分量,而是正比于上下叶轮频率差的整数倍。上下叶轮间的流场干涉对于总声压级和噪声频谱特性均无明显影响。采用基于CFD的叶片尾缘涡脱落噪声预测方法计算的总声压级误差小于3 dBA,可满足工程应用要求。     

离心叶轮降噪试验研究

针对某一应用在CT机上的散热离心叶轮,使用叶片尾缘锯齿结构和不等距排列叶片叶轮进行降噪试验研究,两改进叶轮的气动性能和噪声特性与原叶轮进行比较分析。试验结果表明,使用叶片尾缘锯齿结构的叶轮在整个风机工况范围内气动性能基本保持不变,降噪效果明显;使用不等距排列叶片叶轮噪声只在高效区下降明显,在偏工况下,噪声甚至有所升高,气动性能也相应的变差,主要原因是由于不相等的叶片栅距导致相邻叶片的环流相互影响,致使气流在流道中的流动变差。对叶轮降噪研究中既要保证取得最大的声学效益,又要兼顾风机的气动性能不能有较大降低。     

多折热交换器及其局部倒片降低空调室内机气动噪声的研究

结合空调器室内机用贯流风机系统的结构特点，分析了影响其气动噪声和产生异声的原因，通过采用四折蒸发器和蒸发器局部倒片的结构，有效地控制气动噪声源，试验与使用效果明显。     

离心风机低稠度扩压器气动性能及噪声特性的试验研究

对一高速离心风机低稠度扩压器的气动与噪声特性进行了试验研究。结果表明,在很宽的运行工况范围内,设计良好的低稠度扩压器静压恢复系数是无叶扩压器的5~7倍。设计低稠度扩压器时,应避免过大正冲角或负冲角,在0°~1.5°范围内比较合适,大的负冲角有利于降低风机的气动噪声。合适的叶栅稠度有利于提高扩压器性能,稠度为0.7时的气动性能最好,小的叶栅稠度有利于降低风机气动噪声。     

基于有限元法离心风机气动噪声预报研究

针对离心风机噪声试验研究成本大,产品设计生产周期长等问题,探究了离心风机辐射噪声数值模拟的准确性。基于声学有限元方法,采用数值计算与试验相结合的方式,通过FLUENT软件进行非定常计算得到声源信息,采用ACTRAN有限元法计算风机的气动噪声,并与试验值进行对比分析。研究表明,基频噪声仿真值与试验值分别为86.69,89 dB,误差在4%左右,总声压级分别为94.38,93.804 dB,误差为0.6%。因此声压频谱吻合较好,仿真值与试验值一致性较高,可以进行噪声预测。此外,对不同转速下风机对噪声的影响进行讨论,以验证预测分析的实用性。结果表明,叶轮转速升高,对其离散噪声的影响显著,随着叶轮转速提高,其压差变化越来越显著,所引起的旋转噪声越来越大,基频噪声升高了19.29 dB,声压级变化明显。因而,转速对离散噪声的影响较大,合理选择转速来控制噪声是一种简单有效的方法。通过上述研究的数值计算方法,可以一定程度上减小试验模型反复铸造、调试的时间和成本,为进一步优化风机气动噪声,降低噪声提供思路。     

吸油烟机用多翼离心风机错齿叶轮设计研究

提高吸油烟机气动和噪声性能对改善人们的生活品质具有十分重要的意义。本文首先针对某型号吸油烟机的气动和噪声性能进行了数值模拟,并将数值模拟结果与试验结果进行了对比,验证了数值计算模型和计算方法的有效性。其次将贯流风机常用的叶轮分节交错结构应用到吸油烟机的风机叶轮中,得到了一种新型的错齿叶轮,并对错齿叶轮吸油烟机的气动和噪声性能进行了数值和试验研究。数值和试验研究表明,相比于原型吸油烟机,带错齿叶轮的吸油烟机总压和效率基本保持不变,风量增大0.89 m~3/min,噪声降低0.78 dB。分析其作用机理,发现多翼离心风机的蜗舌处的压力变小,压力梯度降低,蜗壳出口处的速度变大,因此整机的流量得到提高,噪声有所下降。错齿叶轮能够在0～2 000 Hz的低频段有效降低烟机噪声,在2 000 Hz以上的高频段降噪效果不明显。     

离心压气机改型设计及扩压器前掠分析

本文主要研究单级离心压气机的改型设计,并采用数值方法对楔形扩压器前掠展开了详细研究。在保持原有压气机叶轮外径不增加、流量和设计转速不变的条件下,将压比由4.0提高到4.5。在设计离心叶轮时,首先需要确定叶轮后弯角,为了真实评估叶轮后弯角对离心压气机效率和稳定性的影响,详细设计了后弯角为20°,25°,30°和35°的三维叶轮以及相匹配的楔形扩压器,最终选择35°后弯角叶轮。其次,后弯角为35°叶轮的设计点压比相对于设计目标偏低,将hub处弯角减小到30°达到增加设计点压比。最后,考虑到楔形扩压器各截面载荷的不同,研究了楔形扩压器前掠对性能影响。     

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。     

船用压气机气动噪声源频谱特性数值研究

以某型号大型船用涡轮增压器压气机为研究对象,以CFD软件为平台,利用具有k-ε双方程湍流模型的NS方程计算了压气机的三维黏性非定常流场特性。采用Ffowcs Williams-Hawkings方程(简称FW-H方程)对压气机的离散噪声进行了分析,并与经验公式进行了比较。深入研究了不同转速、流量对压气机气动噪声的影响。分析表明,叶轮内气动噪声水平较高,是主要噪声源;转速对于离散噪声影响较大,转速增加一倍,声压级上升约14dB;同一转速下,流量的降低将导致噪声幅值增加,但相对于转速变化其影响较小。     

影响风力发电机翼型气动性能的因素研究

翼型气动性能的优劣影响着风力发电机的发电效率,研究影响叶片翼型气动性能的因素具有重要意义。本文采用数值方法计算了文献中NACA0012翼型在Re=10^6时的气动性能参数并与试验值比较,验证了数值方法的正确性。通过对相对厚度、相对弯度、雷诺数等影响翼型气动特性的参数进行研究,结果表明:相对厚度小的翼型在小攻角范围可以获得更好的气动性能;当攻角大于失速角12°后,相对厚度大的翼型的气动性能更佳。在0°~20°攻角范围内,相对弯度和雷诺数越大,翼型的气动性能越好。     

双吸多翼离心风机进口集流器偏心安装的试验研究

以中央空调末端装置中广泛使用的双吸前向多翼离心风机为研究对象,试验研究了集流器偏心安装对风机性能与噪声的影响。研究结果表明:合适的集流器偏心安装位置有利于提高风机在不同工作转速下的性能。当偏距比ε=0.067、偏心角θ=180°时,可使风机具有较好的综合性能,而偏距比ε=0.067、偏心角θ=30°的方案更有利于改善风机的噪声特性,气动性能也略有提高。     

不同叶片冲角离心泵内流诱导振动噪声研究

基于离心泵流动诱导振动噪声的试验测试系统,测量了不同叶片进口冲角模型泵在全流量范围内的振动和噪声信号并对其进行了处理和分析。研究结果表明:叶片进口冲角存在一个最优值,使离心泵的性能最佳;模型泵内部流动诱导的振动对泵体的影响最大,随着叶片进口冲角的增加,在各流量下模型泵噪声信号的轴频和叶频能量峰值均没有明显变化规律,但当叶片进口冲角为9°时,在1750～2250Hz频段内的噪声信号消失。     

风力机动态偏航时对风轮气动性能影响的数值模拟研究

本文是对动态偏航风力机输出功率和风轮表面的压力分布进行了研究。以某S翼型风力机叶片为研究对象,采用有限元方法,模拟叶片在额定工况下以10°/s的旋转速度从正对来流风开始顺时针匀速偏转30°。在动态偏航过程中取10°,20°两个偏航角位置时的风轮表面气动力及5°,10°,15°,20°,25°,30°六个偏航角下风轮的输出功率分别进行气动力及输出功率对比,结果发现:同一偏航角下,风力机动态偏航时,三支叶片间存在不平衡气动力;同一偏航角同一叶片相同径向位置,风轮动态偏航时压力面与吸力面的压强差小于风轮静态偏航时压力面与吸力面的压强差。风力机发生动态偏航时,风力机受气动力变化幅度较大,输出功率会较大波动。     

中比转速离心泵无过载优化设计

对D450-60-10型中比转速离心泵进行无过载优化设计,原始方案采用模型换算法设计模型泵进行试验并换算得到原型泵性能,同时利用Fluent模拟得到模型泵和原型泵性能,对泵性能分析后提出基于叶片出口角、叶轮出口直径和叶轮出口宽度等结构参数的3种原型泵优化方案。结果表明:当叶片出口角β2=10°时,与β2=15°相比,功率曲线的拐点更接近额定工况点,且最大功率下降了6.78%,但会牺牲部分扬程;3种优化方案下离心泵都达到了无过载的要求,功率备用系数K均小于1.2;最佳方案(叶轮出口直径D2=0.49m,叶轮出口宽度b2=0.03m,叶片出口角β2=10°)的功率备用系数最低,为1.09,与原始方案相比,扬程和效率分别提高了6.94%、1.95%,为中比转速离心泵无过载设计提供了参考。     

叶片打孔对离心风机噪声的影响分析

对离心风机叶片进行打孔处理,分析叶片打孔位置对风机噪声的影响.首先在稳态流场的计算结果上加载宽频噪声模型,得到不同工况下离心风机蜗壳和叶片上噪声分布情况,然后在瞬态分析的基础上加载FW-H噪声模块,利用LES/FW-H匹配技术分析叶片打孔对离心风机的气动噪声特性及声压级的影响.研究结果表明:离心风机结构表面声压主要集中...