基于CFD的离心风机蜗壳优化研究

为研究离心风机蜗壳出口宽度对风机性能的影响,用solidworks建立了风机模型,并通过测试验证了模型选取的合理性。在原风机模型基础上,改变蜗壳出口宽度,对两种不同出口宽度的风机进行气动优化计算分析,优化后的模型效率提高了4.5%。研究表明:蜗壳出口宽度偏小,其流量小,压力大,效率低;蜗壳出口宽度偏大,流量大,压力小。     

离心风机蜗壳内部流动研究

对自主开发的7-40风机进行了性能试验测量和全工况整机数值模拟,并对大中小三种流量下风机蜗壳的内部流场进行了全面的研究.通过对蜗壳内多个横截面的通流速度、静压和二次流分布的详细分析,探讨了三种流量下离心风机蜗壳内部二次旋涡流动的形成和发展、最大和最小主流速度的位置的变动,研究了蜗壳内通流速度方向的扩压等蜗壳空腔内部流动的变化规律,分析了蜗壳对叶轮流动的影响.     

离心风机蜗壳型线的改进设计与实验

对离心风机蜗壳型线设计的两种新方法进行了介绍，并结合一台离心风机矩形外蜗壳型线的改进设计与实验对新的设计方法进行了分析，对如何进一步提高蜗壳设计质量和开展蜗壳设计方法的研究提出了一些有益的意见供参考。     

蜗壳宽度对风机性能影响的数值分析

离心风机蜗壳的最佳宽度问题,目前工程中还没有得到完全解决。本文利用数值分析的方法,通过选择不同的蜗壳宽度参数,对4-72、5-48、6-30等三种常用后弯叶片离心风机进行空气动力学计算分析。计算结果表明,合理选择蜗壳宽度参数可以改善蜗壳内部流动特性,提高通风机空气动力性能。     

船用离心风机内部流动诱发蜗壳振动的数值研究

针对船用离心风机内部非定常流动诱发蜗壳结构振动响应,发展了一种数值计算方法,该方法首先通过风机内部非定常流场计算获得振动激励源,其次采用流固弱耦合算法实现节点的插值和载荷加载,最后基于有限元的模态叠加法得到蜗壳结构动力响应。流场压力脉动和振动计算结果和实验测试结果分别做了对比,结果吻合较好,表明本文的方法能较准确地模拟叶轮机械内部流动诱发外部壳体的振动响应。从流场和振动响应两个方面阐述了流动诱发振动的机理:基频的非定常气动力是流固耦合振动的主要激励源,基频分量在振动的频率响应函数中占据主导地位,蜗壳的最大振动响应是基频下的非定常气动力和基频振动模态共同作用的结果。     

基于数值模拟的离心风机性能优化

以某纺织机械吸纱用的离心风机为研究对象,采用数值模拟的方法,通过更换叶轮翼型以及改变叶片的安装角,以评估风机性能的变化。数值结果显示,更换叶轮翼型和改变叶片的安装角均能改善风机的性能,提高效率,更换叶轮翼型时效果更佳。     

基于CFD的离心通风机蜗壳型线结构性能分析

选取某一大比转速离心通风机为研究对象,分别以等边基元法、不等边基元法和阿基米德螺旋线方程法绘出蜗壳外型线.在三维建模软件CATIA中完成风机实体造型,用Fluent进行三维数值模拟,得到详细的风机内部流场.对比以上3种不同的蜗壳绘制方法对通风机流动性能的影响,对计算结果进行了分析并得出了结论.     

蜗壳开度对离心风机气动性能影响的研究

研究不同蜗壳开度对离心风机气动性能的影响。采用Pfleiderer机壳型线计算方法,通过改变x值来调节蜗壳的开度,然后数值模拟计算应用不同开度蜗壳的风机,通过对风机整体气动参数、机壳损失分布以及叶轮流场变化的分析来研究开度不同对风机气动性能的影响。数值模拟结果显示,设计机壳时所取蜗壳开度越大,风机流量越大,但其负面影响是全压和效率的下降。蜗壳开度的增加,改善了叶轮流道流动,使其出口更为均匀,掺混损失减小,但机壳表面积的增大带来更大的摩擦损失。机壳开度增加时叶轮内部流动情况的整体改善,是叶轮效率提高的主要原因,但摩擦损失的增加导致了整机效率的下降。     

改变蜗壳安装位置提高多翼离心风机性能的试验研究与数值分析

以中央空调中广泛使用的多翼离心风机为研究对象,在不改变现有加工工艺的情况下,保持叶轮和集流器同心,试验研究了改变蜗壳安装位置时的气动性能和噪声特性。试验结果表明:对于本文研究的风机,叶轮中心与蜗壳中心相重合的位置并不是最佳安装位置,适当改变蜗壳的安装位置可使风机性能得到改善。当叶轮偏距L为10mm,偏心角θ为150°时,相比于原风机,改变蜗壳安装位置的风机在变转速工况范围内,风量提高3.5%³.9%,效率提高1.2%3.9%,效率提高1.2%².8%,同时噪声下降1.62.8%,同时噪声下降1.6¹.8dB(A)。对改进前后风机内部流动的数值分析表明:改进风机也改善了叶轮叶道内的总体流动状况,减小叶道内的流动分离损失,增加了流通能力,因而使风机气动性能提高,噪声降低。     

多翼离心风机蜗壳小型化设计数值研究

为减小多翼离心风机蜗壳小型化过程中对风机气动性能造成的损失,在蜗壳单侧切割的基础上,提出一种等比例组合式切割策略.以某烟机用多翼离心风机的螺旋形蜗壳为研究对象,对相等宽度缩减率下基于该组合式切割法所得方案、单侧切割方案、收缩型方案以及原型机展开数值模拟,并对不同方案的内流及全工况气动性能展开详细对比分析.结果 表明各小...     

基于面心立方设计的多翼离心风机性能优化

为提高油烟机的气动性能,基于计算流体力学(CFD)的方法对其内置的多翼离心风机进行多工况优化设计。选取叶轮进口角β₁、叶轮出口角β₂、蜗舌相位角φ和蜗舌半径R这四个设计参数,以最大流量和最高效率工况下的风机静压和风机效率为优化目标,采用面心立方设计方法进行四因素三水平的抽样来获取一组样本数据,并结合响应面模型和单纯形算法求得约束范围内的最优解。研究表明,优化后的叶轮靠近蜗舌上游区域的出口速度明显增大,蜗壳出口段扩压能力增强,风机静压最大提升幅度接近10Pa,全压效率在两工况下提升幅度在1.2%～2.4%之间。     

基于正交试验设计的离心风机多因素优化研究

以G4-73№8D型离心风机为研究对象,在蜗壳型线优化的基础上,采用正交试验设计方法耦合蜗壳宽度、蜗舌间隙及叶轮轴向相对位置三因素,通过正交表确定试验方案。利用Fluent数值模拟软件,对部分试验方案的风机内部三维流场进行数值模拟和对比分析。计算结果表明:A1B3C1(型线优化风机)和A3B3C3(耦合风机)较原风机,全压和效率都有较大提高;正交试验设计方法为风机的多因素优化提供借鉴意义。     

离心风机蜗壳出口结构优化研究

为提高空气净化器中离心风机的风量,提出了一种基于Kriging近似模型和遗传算法的优化方法,采用正交试验的设计方法对蜗壳的出口扩张角θ、蜗舌半径r、蜗舌间隙t进行25组方案设计,并采用ANSYS FLUENT对25组蜗壳方案进行定常数值模拟,选取风机系统的风量作为优化设计目标,建立了风量与蜗壳的3个参数之间的Kriging近似模型,并用遗传算法对近似模型进行寻优,得到最优的蜗壳参数。通过对优化后的蜗壳进行仿真实验,风量提高了19.683%,同时对比优化前后的风机内部速度、总压等参数的分布,优化后的蜗壳内部速度分布更加合理,在蜗舌处的流动损失较小。提出的蜗壳优化方法对提高离心通风机性能提供了有效参考。     

集成变频器无蜗壳风机优化设计

为解决某型地铁车辆辅助变流器EC外转子风机的进尘问题,研发了一款新型集成变频器的内转子风机,该风机为无蜗壳结构,采用轻量化设计,利用集成变频器实现调速和通信功能。对风机进行数值模拟,并做了振动冲击试验和性能试验,验证了风机设计的合理性和可靠性。     

蜗壳变型线改进离心风机性能的研究

采用三维定常、可压缩的SIMPLEC算法,对一离心通风机的运行性能进行了整机三维数值模拟并进行了试验测量.对通风机设计工况下叶轮和蜗壳流道内的速度与压力分布情况进行了重点分析,与试验测量数据的比较结果表明数值模拟结果在全压、效率等性能参数方面的预测均较准确.在此基础上针对流动存在问题,对蜗壳型线进行了改进设计.数值分析表明蜗壳变型线后叶轮内部流场得到明显改善,设计工况下风机静压提高10%,全压提高6%,全压内效率提高2.6%.     

吸声蜗壳在离心风机降噪中的应用研究

在标准进气风管测试装置上,对某离心风机及在风机蜗壳周向板、前盖板、后盖板等部位分别加装吸声材料后,测试了不同结构形式下风机性能和噪声特性。试验结果表明:相比原风机,蜗壳周向板与后盖板同时加装吸声材料效果最好,设计工况下A声级能够降低7.2dB(A),在小流量工况下,吸声蜗壳的降噪效果变差;根据风机噪声频谱,穿孔板加玻璃棉吸声蜗壳的吸声性能中高频好于低频,风机基频噪声在设计点能够降低12.5dB(A);加装吸声材料后风机气动性能会略有下降,压力和效率都有不同程度的降低。     

气流染色机用离心风机不同蜗壳结构的数值研究

离心式通风机是纺织行业气流染色机的关键部件之一,其性能决定气流染色机产品的性能和染色质量,也是主要的耗能部件。本文对四种不同蜗壳结构的气流染色机用离心风机进行了详细的数值研究,研究不同蜗壳壁面型线、蜗壳高度h和叶轮轮盘外侧面与蜗壳内壁面之间的间距S等几何结构参数对离心风机性能的影响。研究结果表明：当蜗壳壁面型线为对数螺线时,合理增大蜗壳高度h和叶轮轮盘外侧面与蜗壳内壁面之间的间距S,可有效提升通风机性能。     

蜗壳壁厚对离心风机振动噪声影响的数值研究

采用数值方法分析了蜗壳壁厚对离心风机在气动力激励下蜗壳受迫振动辐射噪声的影响.首先采用CFD方法模拟了风机内部的非定常流动,得到蜗壳壁面的非定常气动载荷分布;然后采用有限元方法计算蜗壳在非定常载荷作用下的受迫振动特性;最后采用边界元方法预测了蜗壳受迫振动激发的噪声声场及声功率.基于上述方法,比较分析了蜗壳壁厚对振动噪声辐射功率的影响.结果表明,并不是蜗壳的壁厚越大,其振动噪声越低,而是对应确定的激励频率,存在最佳的壁厚尺寸或各部分不同壁厚的尺寸组合.     

空调器多翼离心风机蜗壳型线的试验研究

针对影响空调器性能的多翼离心风机的蜗壳型线进行了试验和分析,试验得出了适合于空调器且能获得较优性能的蜗壳型线。该项研究将有助于提高空调器的整体性能并为今后的研究奠定基础。     

特高比转速离心风机气动设计和性能优化

3-108离心风机独具流量大、全压低和比转速高等特殊性,会带来大的流动损失.针对这种情况,对3-108样机进行两次优化设计和试验.首轮样机试验,最高效率达82％,并发现选择流量和用户设计流量比高达124％.根据首轮样机的数据分析,又设计了第二轮样机,预估性能较好.