大功率机车用轴流冷却风机叶轮气动性能优化

本文基于人工神经网络代理模型对某大功率机车用轴流冷却风机叶轮进行优化设计。采用S-A湍流模型和求解三维雷诺平均N-S方程分析叶轮内部流动,以叶片中弧线进口角、出口角和叶片的安装角为设计变量,优化目标函数选择效率和静压升。设计点采用随机离散层取样方式,在几何参数的设计范围内生成样本并进行三维流动分析,以得到目标函数的模拟值;取不同自由参数可变范围,多次优化。优化设计结果与原始模型相比提高效率1.5%,静压升提高87Pa,其非设计点性能也均有所提高,满足设计需要。     

对旋轴流叶轮不同转速比的设计及CFD分析

在相同的设计流量和设计扬程条件下，设计了3种不同转速比的对旋轴流叶轮，得到了叶片不同的特征参数。结果表明：对旋式轴流泵前置叶轮与后置叶轮的转速比采用稍小于l的设计是较为合理的，并且可以获得较宽的运行高效区。以此叶片设计结果为数值模拟的对象，对前后叶轮采用7种不同的转速比进行数值模拟，得到各自全流道下紊流流场的压力、速度等值线及分布云图，预测一定转速比下的叶轮外特性性状，为实际运行和选型应用提供了依据。     

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。     

离心风机叶轮计算及结构改进

本文采用有限元方法对离心风机叶轮进行计算,得出叶片出现弯曲变形的原因,通过对叶轮进行结构改进,叶片不再产生弯曲变形,可安全可靠运行。     

混流泵叶轮的水力设计方法研究

本文利用目前著名的水泵设计软件完成一台混流泵叶轮的水力设计。此法与以往传统的设计方法相比具有明显的技术优势。利用该软件设计,不仅大大缩短了研制周期,同时可以给定来流冲角、精确控制载荷分布,提高了叶轮水力设计准确性。CFD流动计算分析结果表明设计的叶轮具有优越的流动性能和高的效率。     

高压离心压缩机叶轮全三维气动设计技术

对高压离心压缩机叶轮进行了全三维Ｅｕｌｅｒ数值模拟，计算出了通过叶轮的流量和压比以及整个压比随流量变化的特性。确定了阻塞点和喘振点位置。还可以计算出叶轮气流角，沿叶型吸力面及压力面的相对马赫数分布等流场细节。与美国研制的某增压器用离心压缩机的试验数据的对比表明本方法是可靠的。     

单叶轮轴流通风机的叶片扭曲规律研究及薄叶型设计

针对单叶轮轴流式通风机的特点,推导出全压沿着叶轮半径分布规律与环量指数取值之间的关系式,并讨论了叶片扭曲规律、叶片弦长沿半径方向的变化趋势.明确指出设计应采用变环量设计方法,并给出了环量指数的适合取值范围.还研究了薄叶型的单圆弧设计方法.应用这种叶型设计方法和扭曲规律设计了通风机的叶片,通过数值模拟和试验测试结果表明,采用这种扭曲规律和薄叶型设计方法是合理的.     

大功率风电机叶轮设计参数研究

设计优良的叶轮是使风力发电机获得最大经济效益的基础。在风机设计时如何确定叶轮设计参数一直是风机设计研究的重要内容。为此必须在明确设计条件、设计规范的基础上,研究叶片设计参数的影响因素、参数确定方法和取值范围。本文根据风场实际,结合国内外设计资料,运用相关理论,采用对比、归纳、建模计算等方法,给出叶轮设计参数的工程确定方法与实例。     

城轨辅助电源柜系统双叶轮节能冷却装置的改进设计

对城轨辅助电源柜系统双叶轮节能冷却装置进行改进设计。通过改进叶轮、进风口及防尘罩的结构,有效降低了冷却装置在工作过程中的能量消耗,并将噪声降低到最小。讨嘻辜与试验结果表明,改进后的城轨辅助电源柜系统双叶轮节能冷却装置结构简单、稳定可靠、综合性能好。     

船用离心泵叶轮失效分析及改进设计

针对某潜艇用补重水泵在使用过程中出现汽蚀问题,采用CFD数值模拟方法对船用离心泵在不同汽蚀余量时叶轮内部汽液两相的分布规律进行了研究.通过数值模拟分析,确定汽蚀产生、发展过程及其对叶轮产生的破坏原因,为正确和全面理解叶轮内部汽液两相流场的分布规律提供了参考依据,并据此在实际运行中采取有效的控制方法,从而减轻或避免汽蚀引...     

对旋式轴流风机变环量流型的改进设计

为进一步提高对旋式轴流风机设计性能,在采用等环量设计方法优选得到的高压比、高效率风机设计方案基础上,在保证设计点两级等负载分配前提下,采用变环量流型设计方法,分别对比研究了两级转子不同展向载荷分配规律对对旋式轴流风机性能的影响,从中确定了性能最佳的两级转子径向载荷分布规律,并给出了近似描述该变化规律的数学表达式.     

离心通风机叶轮内部流场数值模拟

采用流体计算软件NUMECA,对一离心通风机叶轮进行了数值计算。结果表明叶轮设计流量大于系统所需流量,实际工作时叶轮在失速工况下运行,内部的流动分离现象十分严重。     

空调风扇数值模拟及流道结构的优化

用三维流场计算软件，对空调用轴流风扇的内部流动特性进行厂数值模拟计算，讨论了不同的简化模型对计算结果的影响。初步分析了风扇内部的流场结构，旨在为降低噪声设计提供依据：性能试验结果验证了CFD计算的有效性，研究表明，流道结构的合理调整，可以提高风量并有利于噪声的降低．     

大型轴流风机叶轮双铰接零弯矩结构的设计

分析了大型轴流风机叶轮结构存在叶根产生较大弯矩的缺陷。通过研究直升机旋翼的联接结构,设计了一种轴流风机叶轮的新型双铰接结构,该结构使主要受力自动平衡抵消,大幅降低了叶轮叶根弯矩产生的应力,提高了结构的可靠性。利用该设计技术制造了9.75m直径的样机并进行试验,样机通过了试验测试,运行平稳可靠。     

中低压轴流风机流型优化的数值模拟与试验分析

利用先进的CFD技术对不同环量指数(等环量指数、变环量指数和优化计算得到的环量指数)所设计的风机进行对比模拟。并对现有风机进行了数据实测,从而验证物理模型的正确性。结果表明,采用优化环量指数设计的风机的效率比采用另外2种环量指数设计的风机的效率高大约3%,但是优化环量指数的风机效率曲线相对较陡,当风机的实际运行工况与设计工况发生较大偏离时,优化环量设计的风机效率低于等环量法所设计的风机。     

掠叶型对小型轴流风扇性能的影响研究

利用Fluent软件对某小型轴流风扇及其前掠10°和后掠10°改型风扇的三维流场进行了数值模拟,研究动叶轮的掠型对风扇性能的影响.数值分析表明前掠叶片增大了风扇的流量,降低了流动损失;后掠叶片风扇降低了气动性能,不仅使风扇的做功能力减少,而且大大增加了流动损失.     

对旋式轴流风机的轮毂结构优化设计研究

结合对旋式轴流风机的结构特点,在流动不可压、等环量流型及进出口流速为轴向的假设下,通过基元平面叶栅理论,建立了对旋式轴流风机的优化模型,用混合罚函数法求解 化结果,实例表明,优化结果能为选择设计合理的对旋式轴流风机轮毂参数提供依据。     

轴流式管道发电机叶轮设计与优化

叶轮是流体机械中进行直接能量转换的核心部件,其结构参数会严重影响轴流式管道发电机能量转化效率及性能。为了使叶轮获得更好的水力性能、空蚀性能、工作稳定性能,采用Wilson法设计轴流式管道发电机叶轮的结构,优化叶轮的结构参数,获得性能优异的叶形结构。通过CFD仿真,结果表明:优化结构参数后的叶片能显著改善叶轮的水力性能、空蚀性能、工作稳定性能。通过实验对仿真进行验证,结果证明了本文设计方法的有效性以及改进后叶轮性能的优越性。对轴流式管道发电机的叶轮结构设计与优化有一定的指导意义。     

基于Kriging近似模型的轨道主冷叶轮多目标遗传优化

为最大限度地减小叶轮质量,通过反求模型和网格密度精度的分析,对叶轮结构进行数值计算,并构造了拉丁超立方试验设计模型和Kriging近似模型,得到叶轮结构的采样空间和高精度的近似模型用来代替数值分析,提出了轨道轴流风机叶轮结构多目标遗传优化方法。采用该方法分析了主要技术参数对叶轮结构受力的灵敏性,并找出了对叶轮结构应力影响最大的参数。叶轮结构通过优化后,质量减小了31.7%,大大节省了材料的成本,最大应力值也由初始方案的21.5MPa变为16.5MPa,有效地提高了叶轮的力学性能。优化后通过滑环引电器和动静态应变测试系统对风机叶轮进行动静态试验,并设计了叶轮旋转机械的工艺工装和试验方案,试验结果与计算结果十分吻合,且动应力相对很小,因此,叶轮具有良好的力学和振动性能,在工程应用中具有较高的价值。