大功率机车用轴流冷却风机叶轮的改进设计

大功率电力机车发动机用冷却风机是保证机车运行安全的重要设备,但目前国内该类车用冷却风机主要依赖进口.论文在一维设计基础上,通过三维数值软件 NUMECA 对某大功率8轴机车用轴流冷却风机叶轮进行方案分析并改进设计,获得了性能较好的叶轮模型.在满足外形尺寸不变及限制功率的前提下,降低转速和流量,实现了出口风压相对提高并改善了效率,该冷却风机已装车运行.     

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。     

小型风机气动——声学性能实验

建立了非自模化区域内的小型风机的气动－声学性能试验台,并对试验台的方案进行了论证。对非自模化区域内小型风机进行了气动－声学性能实验。结果表明,在非自模化区域内小型弯掠动叶风要仍能提高气动效率,降低气动噪声。     

离心风机叶轮叶片气动优化研究

利用NUMECA软件对一离心风机的孤立叶轮进行气动优化研究,将原始叶片的叶型中弧线进行优化,以提高叶轮的绝热效率。共进行了3种不同方式的优化,采用单一变量法对不同优化方式的优化效果进行了比较分析。优化后,绝热效率都有不同程度的提高,有效地削弱了流动分离,减小了流动损失,流况得到不同程度的改善,表明以数值气动优化来提高叶片气动性能的方法是有效的。不同优化方式的优化效果不同,表明参数化方式以及优化工况点的选取对优化效果有重要影响。     

高比转速离心风机叶轮叶/盘厚度匹配研究

以某高比转速离心风机为例,采用有限元法对传统设计方案的叶轮强度进行了校核,结果表明该方案不能满足强度要求。在此基础上对叶轮叶/盘厚度不同配置方案的应力分布和变形进行了计算和分析,结果表明,叶轮叶/盘厚度之间存在最佳匹配方案,使得叶轮整体应力水平最低。本文的研究为改进设计提供了可靠的理论依据。     

离心风机不同叶片型式下的气动性能研究

本文针对风机叶轮内流动损失问题,设计加工了4种不同型式的叶片,并通过试验对比分析了各型式叶片对风机气动性能的影响.测试结果表明:改进叶片形式可有效改善叶轮内流动,改进风机结构,提高运行效率.     

风机叶轮叶片表面强化研究

为改变叶片表面耐磨性能,提高风机的使用寿命,对叶片进行强化处理,选择了堆焊强化方法及Fe-Cr-B堆焊材料,确定了合适工艺及措施,并运用到生产实际,结果表明处理后叶片寿命提高了4倍左右,保证了风机叶轮的品质,使得风机叶轮使用寿命得到较大提高。     

基于交错叶轮技术的横流风机气动声学特性研究

为了有效降低空调器室内机横流风机离散频率噪声,采用试验和理论分析方法研究交错叶轮技术对空调器室内机横流风机气动及声学性能的影响。对节间交错角度分别为0°、3.50°、4.00°和5.14°的横流风机气动声学试验结果显示,节间交错叶轮可在不影响横流风机气动性能的基础上,有效降低离散频率噪声,但对宽频噪声影响不大。建立基于Lighthill声类比理论以及傅里叶变换性质的横流风机离散频率噪声预测模型,用于分析不同叶轮交错角对横流风机离散频率噪声的影响。理论分析结果与试验测量结果吻合较好,该模型可有效地分析横流风机节间交错叶轮交错角度与叶片通过频率及其谐波分量处噪声的关联。以此为基础,进一步探讨横流风机节间交错叶轮最佳交错角的设计方法。     

煤矿井下局部风机叶轮工装的设计制造

针对风机叶片安装角度不准确的问题,设计了专用的工装,并与手工划线、对位的工艺进行了质量对比.     

偏心叶轮对多翼离心风机气动性能和噪声影响的数值研究

由于多翼离心风机结构及应用条件的特殊性,其设计不能完全采用工业风机的设计方法和经验参数。本文通过不同位置偏心叶轮方案的设计,研究多翼离心风机偏心叶轮的最佳安装位置。与原型风机相比,采用优化的偏心叶轮设计方案,风机流量增加了1.43m3/min,效率提高了2.52%,噪声下降了1.2d B。通过对风机流场和声场的数值分析,指出偏心叶轮可以有效减小叶轮部分叶道内的旋涡,改善由于多翼离心风机强前弯叶片所导致的流道内的流动阻塞,使叶轮的部分通道内的进气状态得到改善,减少叶道内的流动分离,从而有效提高风机效率,降低风机噪声。     

轴流风机叶型自动优化设计

将遗传算法与流场正问题计算相结合,构造轴流风机叶型自动优化设计软件。利用遗传算法可并行特质,实现局域网多CPU并行优化,大幅度缩短寻优耗时。应用所研制的软件,对一低压轴流风机5个型面进行优化设计、沿径向积叠构成三维叶片,并运用NUMECA软件对设计叶轮进行数值验算。结果表明:优化叶轮基本达到给定压升、流量并具有较高的全压效率和较大的稳定工作裕度。     

完全可逆轴流风机的设计与优化

针对可逆轴流风机S型叶片正反向运行损失较大,效率难以大幅度提高的问题,本文分析了组合叶栅相对于S型叶片的优势,采用组合叶栅的构想设计组合叶片可逆风机;采用可控涡扭向规律的设计方法设计出高效轴流风机单转子;为了探索可逆风机组合叶片设计中前后排叶片的相对位置对风机总性能的影响,对组合叶片设计进行了基于不同轴向和周向位置的布局探索,共建立了16套不同的转子模型,并进行详细的数值计算和分析对比,得出了可逆风机组合叶片设计前后排叶片布局的最佳方案,最终得到的完全可逆风机的性能满足要求,正反风效率均在85%以上。同时,由于前后排叶片的完全对称布置,保证了风机正反风性能的完全可逆性。     

轴流风机叶片断裂的原因分析及系统对风机性能影响的探讨

对某厂房轴流风机叶片断裂的原因进行了分析,探讨了系统对该风机的性能影响,从而制定了切实可行的措施,使该风机安全运行。     

基于BP网络的轴流通风机动态实时仿真模型

根据动(静)叶调节轴流通风机静态性能曲线的特点,对其参数进行了分析,提出了采用BP神经网络建立其静态性能模型.通过测试数据对所建模型进行了仿真试验,证明了该建模方法的可行性.     

基于CFD的空调用轴流风机内部流场研究

运用FLUENT软件对轴流通风机内部三维粘性流场进行了数值模拟,通过改变安装角、转速、进风量以及叶片径向的扭曲程度等性能参数,得到了内部流动的一些规律,并进行了性能分析和预测,为风机的内部结构优化提供了依据和方向.     

轴流通风机叶轮沿径向压力损失分布的研究

研究了轴流通风机叶轮压力沿径向损失的分布规律,推导了其数学模型,并通过实例验算证明了该数学模型的有效性.     

单级后置导叶轴流通风机内部流场数值模拟与优化

借助FLUENT流动分析软件,根据计算流体力学理论,对一单级后置导叶轴流通风机的内部流场进行了全三维数值模拟,同时求解了叶轮、导叶（动区／静区）流场,获得了风机内部流场中重要的流动细节及规律,并在此基础上对该风机进行了流线型优化设计,使全压效率从74．12％提高到了77．11％。     

空冷岛轴流通风机内流动力学特征的数值模拟

以OB-100型轴流通风机为研究对象,基于SIMPLE算法对三维椭圆形N-S方程和k-ε紊流模型进行数值计算,得到了叶轮径向流面和轴向流面的动力学特征并进行了分析,总结了两类特征流面压力分布的规律。