多翼离心风机出口涡旋成因分析与抑制方法

为了研究多翼离心风机出口涡旋的成因与抑制方法,对中静压风机进行数值模拟与试验验证,分析其内部流场和噪声特性,并提出了抑制出口涡旋的整流片方法,试验结果验证了方法的可行性。研究表明,多翼离心风机蜗壳内的涡旋流动属于螺旋流动,是由于多翼离心风机内部结构存在大角度转变导致。蜗壳出口涡旋来源为叶轮出口气流大角度转变引起与蜗壳和叶轮间距内二次流引起。通过在蜗壳180°～270°截面间设置整流片达到了调节蜗壳内部气流分布,改善螺旋流动,减弱涡旋流动强度,降低多翼离心风机噪声的目的。经过等风量试验测试对比,验证了整流片的降噪效果,在不同静压工况下均有较好的降噪效果,30 Pa静压工况下为最大降噪幅度1.2 dB,100 Pa静压工况下为最小降噪幅度0.7 dB。研究结果可为多翼式离心风机的降噪提供依据。     

考虑叶轮与蜗壳间隙的风机多因素正交优化设计

为了探究叶轮与蜗壳的上盖板间隙、下盖板间隙改变对风机性能的影响,分析风机性能改善的内部流场机理,获得静压效率更高的风机,将正交试验设计方法、CFD技术和试验验证等相结合,发展了一种基于正交试验设计方法和CFD技术的离心风机优化方法,并将该方法应用于某工业离心风机的优化设计;将叶轮与蜗壳的上盖板间隙、下盖板间隙和叶片前安装角作为3个独立因素,以静压效率为优化目标,基于该优化方法,对原风机进行多因素多水平的正交试验优化设计。结果表明,优化后风机的静压效率为77.29%,对比原风机静压效率提高了2.54%;叶轮与蜗壳上间隙对风机静压效率影响较大,优化后风机的湍流强度明显降低,二次流损失减小,风机气动性提高。     

基于CFD和响应面的离心风机蜗壳的优化

离心风机作为清扫车气力系统的核心部件,对清扫效果、作业效率和噪声等车辆属性有着至关重要的作用。离心风机主要由蜗壳和叶轮构成,蜗壳主要对经过叶轮的气体进行扩压,蜗壳扩压能力的强弱直接影响风机全压的大小,进而影响清扫车气力系统的吸力等作业参数。为了研究不同蜗壳尺寸对某清扫车专用风机气动性能的影响,首先对风机蜗壳域的尺寸进行参数化处理,采用fluent流体分析软件结合DOE、响应面优化分析,以workbench为平台对离心风机整机进行数值计算,自动优化设计参数使风机气动性能在工作区域内达到最佳。结果表明,优化后风机静压提高7.3%,效率提高4.6%,叶轮流道内速度分布更加均匀,涡流区明显减少。     

基于正交试验的多翼离心风机气动性能优选

叶轮和蜗壳是多翼离心风机的核心部件,其结构参数和相互匹配关系对风机的气动性能有着重要的影响。本文基于正交试验的方法,通过方差分析,确定了叶片出口角β_2、叶轮切割深度H、蜗壳偏移量L这3个参数以及交互作用对多翼离心风机气动性能的影响程度,以最大静压为主要的优化目标对风机气动性能进行优选。研究结果表明:蜗壳偏移量L对风机的气动性能影响程度最大,优选后风机与原机相比,其最大静压提高了31.6%,最大流量增加了0.3 m~3/min。     

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.     

斜流叶轮轴向蜗壳内流匹配分析

斜流风机采用轴向入口方式的蜗壳设计使机构更紧凑.考虑蜗壳与斜流叶轮整体匹配设计中内流增效减损机制,按照气体自由流动轨迹设计蜗壳型线;通过内流匹配分析,比较了流叶轮对称和不对称两种轴向蜗壳入口方式,不对称蜗壳静压分布较好;单向涡流束取代了对称蜗壳中的双向涡流,从而避免了由于双向涡流引起的中间层的分离,减少了耗散损失,提高了外特性性能.在此基础上设计了几种轴向非对称蜗壳,比较了小直径轴向内蜗壳斜流风机采用无叶扩压器和有叶扩压器两种配置方案的内流场.指出了斜流叶轮设置导向叶片扩压器有利于提高风机性能,因此在斜流风机中推荐使用叶片扩压器.     

基于响应面法的离心风机蜗壳气动优化设计

离心风机蜗壳的传统设计方法主要有五种:等环量法、阿基米德螺旋线方程法、平均速度法、结构方形法及不等距方形法。传统方法虽已技术成熟,但所设计的蜗壳却不能真实反映蜗壳内的实际流动状态,而蜗壳内流场的实际分布状态不仅影响蜗壳的流动效率,还会对风机叶轮产生不利的影响,进而影响风机整机的效率。因此风机蜗壳的优化设计对风机效率的提高有着重要的意义。响应面法由于高效、实用的特点,在优化设计领域受到越来越多的重视。在风机蜗壳的数值模拟中引入响应面法对蜗壳进行优化设计,计算结果表明,优化后风机静压提高5.3%,效率提高4.6%,叶轮流道内速度分布更加均匀,涡流区明显减少。     

蜗壳及叶片外形对双吸式多翼离心风机性能影响的试验研究

以某款效率低、全压低的双吸式多翼离心风机为实验对象,通过试验研究蜗壳型线,叶片外形以及增加叶片数对风机性能的影响。试验结果表明:蜗壳型线的变化趋势对双吸式多翼离心风机的性能有着很大的影响,良好的蜗壳型线不仅提高了风机效率以及全压,还改变了流量-压力曲线的变化趋势;相比原风机,采用改型蜗壳及改型叶轮的方案2风机能够大幅提升风机性能,使效率提升幅度达到10.93%,风机全压提升近40Pa;当叶片数从46片增加至56片,风机在大流量工况下提升了风机静压,但风机效率会略有下降。     

板式无蜗壳离心风机内部流动分析及分流叶片影响

本文采用一种分流叶片结构提高无蜗壳后向离心风机出口静压及效率,来改善风机的性能,达到设计目的。研究表明,无蜗壳离心风机的损失在低流量工况下主要由叶片吸力面分离涡导致,在高流量工况下主要由二次流等因素引起。通过研究不同长度系数的分流叶片对风机内部流动的影响,发现分流叶片长度为叶片长度的一半,在整个流量范围内,均能达到减少分离涡和抑制二次流的效果,使得低流量和高流量下的静压效率均有大幅提高。     

叶轮背叶片对高压离心风机性能影响的研究

本文以单级单吸高压离心风机为研究对象,开展叶轮背叶片宽度对高压离心风机轴承寿命、性能和轴向力的研究.通过改变背叶片宽度,实际测定了轴向力,计算了轴承寿命,通过试验确定了背叶片对风机性能的影响规律.随着背叶片宽度的增加,轴向力先减小后增加,临界点轴向力为0,经过临界点后轴向力逐渐增加,方向反向.增加背叶片宽度,风机的静压...     

低噪声离心通风机最佳蜗壳结构的确定

提供了一种确定低噪声离心通风机蜗壳结构的方法。通过对现有的一台离心通风机的改造——对进风口以叶轮进口速度分布均匀性为优化目标进行优化设计；采用改变蜗壳宽度的办法，对其进行回归正交设计，得出Ａ声压级与蜗壳相对宽度的函数关系式。并用求极值方法得出噪声最小的蜗壳宽度。计算结果与试验结果吻合较好，与原蜗壳相比降低噪声３．５ｄＢ（Ａ）。     

通风机设计新方法

重点讨论了轴流式通风机的等静压设计原则,并以实例与等环量设计方法对其静压作了对比。简要介绍了离心通风机流道、叶片长度及蜗壳的设计思想。     

离心式通风机蜗壳内部流动特性的数值计算分析

应用三维粘性计算流体动力学软件ＳＴＡＲ－ＣＤ对一离心式通风机蜗壳在不同工况条件下的内部流动情况进行了三维不可压缩横定流动的数值计算分析,并对通风机蜗壳壁面压力分布情况进行了预测。文中给出了数值分析结果与实测结果的比较。还对在蜗壳内部加装整流圆筒的情况进行了分析研究。     

小流量工况下通风机进气风室静压测量的研究

利用GB/T1236-2000标准中规定的A型进气风室研究在小流量区域内测试离心和轴流通风机流通特性时,其流场的分布以及在静压测试中出现的问题.通过实验发现在离心风机测量截面上静压存在波动,轴流风机静压沿着径向分布存在差别,分析影响其静压分布的因素并提出相应的对策.     

通风机流通特性测试中进、排气风室测量结果的实验研究

利用GB/T 1236-2000规定的A型排气风室和进气风室对离心风机和轴流风机分别进行性能测试对比,研究流量、静压、总压及风机效率等试验结果存在的差异和分布的规律.通过大量实验,在仔细分析实验数据的基础上给出相应的结论,并运用流体力学和流体机械的基本理论和原理对结论进行分析.     

Numerical simulation and analysis of flow characteristics in the front chamber of a centrifugal pump

We performed numerical simulations to study the flow characteristic in a centrifugal pump based on the RANS equations and the RNG k-ε turbulent model. The flow field, including the front and back pump chambers, the impeller wear-ring, the impeller passage, the volute casing, the inlet section and outlet section was calculated to obtain accurate numerical results of fluid flow in a centrifugal pump. The flow characteristic was studied from the internal flow structure in pump chambers, the radial velocity at impeller outlet as well as the pressure inside of the pump, the circumferential velocity and the radial velocity in front pump chamber. The variation of flow parameters in internal flow versus flow rate in the centrifugal pump was analyzed. The results show that the overall performance of the pump is in good agreement with the experimental data. The simulation results show that the distribution of flow field in the front pump chamber is axial asymmetry. The energy dissipation at the impeller outlet is larger than other areas. The distribution of the circumferential velocity and that of radial velocity are similar along the axial direction in the front pump chamber, but the distribution of flow is different along the circumferential and the radial directions. It was also found that the vorticity is large at the impeller inlet compared with other areas.     

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...     

T9-19No.4A离心风机蜗壳振动及相应噪声的计算与测量研究

对T9-19No.4A离心风机蜗壳的前几阶自振频率进行了初步的计算和试验验证，并对其在不同运行工况下的受迫振动及噪声状况进行了测量和分析。为小型前向离心风机降噪提供了参考依据。     

Discussion on back-to-back two-stage centrifugal compressor compact design techniques

Design a small flow back-to-back two-stage centrifugal compressor in the aviation turbocharger, the compressor is compact structure, small axial length, light weighted. Stationary parts have a great influence on their overall performance decline. Therefore, the stationary part of the back-to-back two-stage centrifugal compressor should pay full attention to the diffuser, bend, return vane and volute design. Volute also impact downstream return vane, making the flow in circumferential direction is not uniformed, and several blade angle of attack is drastically changed in downstream of the volute with the airflow can not be rotated to required angle. Loading of high-pressure rotor blades change due to non-uniformed of flow in circumferential direction, which makes individual blade load distribution changed, and affected blade passage load decreased to reduce the capability of work, the tip low speed range increases.     

基于流固耦合的汽车空调多翼离心通风机气动声学特性分析

建立了一个简单几何模型,通过试验验证得出双向流固耦合计算比非耦合计算准确性更高的结论。以某汽车空调系统的多翼离心通风机为研究对象,分析了蜗壳流固耦合作用对通风机气动噪声的影响。利用CFX和ANSYS软件分别进行流场和结构计算。以MFX-ANSYS/CFX为数据耦合平台,采用双向同步求解的方法,对通风机内流场和蜗壳结构响应进行联合求解,并将耦合计算结果与非耦合计算结果进行对比。结果表明,流固耦合作用使得流场压力脉动增强;在考虑流固耦合作用影响后,离心通风机叶轮出口处及蜗壳气道内表面的声功率级明显增大,通风机出口处的气动噪声值增大了5.24dB。