离心风机气动设计流量的选择

在离心风机气动设计中,通常认为设计流量对应的工况是最佳工况.针对这种观点,对几台风机进行性能预估与实测对比数据发现很多风机最佳工况点偏离气动设计的设计流量,其偏离方向和大小与比转速有关.分析原因后提出,对于不同比转速选择不同于用户提出的设计流量,利用预估并优化变工况性能,就能保证用户设计工况性能良好,又明显改善变工况性...     

叶栅稠度对多翼离心风机性能影响的研究

用数值模拟方法对风机的性能参数和三维流场结构变化进行分析,研究叶栅稠度对小型多翼离心风机性能的影响。数值模拟结果表明:多翼离心风机的流量、全压、全压效率都随叶栅稠度增大先增大后减小,存在最佳稠度使风机的性能最优;叶栅稠度小时,叶片的负荷大,叶轮容易产生大尺度流动分离,尤其是在径向速度较小的叶顶附近,严重时可能造成风机失速,流动损失增大,风机性能下降;叶栅稠度大时,叶片表面积大,附面层摩擦损失大,风机效率低,同时叶片数多使叶轮通流面积减小,流动阻塞,风机流量降低。     

动叶可调地铁风机研究

用CFX软件对原地铁风机DTF18#(排热风机)的气动性能进行了数值模拟,并通过与试验结果对比验证了数值模拟方法的可靠性。在此基础上,基于风机运行要求,对该风机的叶片造型、导流罩型线进行优化与分析,并对动叶安放角、动叶数和导叶数进行调整,扩大风机工作区范围,以满足设计要求。结果表明,计算值和实测值基本吻合。最终优化的风机流量、压力均达到设计要求,风机最高效率为85.2%,较原DTF18#风机效率提高了15.3%,达到一级能效。     

叶片进口安装角对多翼离心风机噪声的影响

应用数值模拟的方法,分别对多翼离心风机进行了稳态、非稳态及声学计算,并进一步研究了叶片进口安装角对多翼离心风机性能和噪声的影响,获得了风机在设计流量下的性能、蜗舌处压力脉动及风机进口噪声随叶片进口安装角的变化规律。最后,在对数值结果分析的基础上,获得了提高风机性能及降低风机噪声的最佳叶片进口安装角。     

集流器形式对轴流式风机性能影响的研究

采用CFD数值模拟方法研究了不同结构形式集流器对大型轴流式风机性能的影响.计算得到了风机压升和效率随流量变化的性能曲线,对比分析了不同结构形式集流器对风机性能影响的原因,为合理设计与选择集流器形式改善风机性能提供了依据.     

新型地铁风机动叶安装角度的变化对风机性能的影响

对带有前后对称导叶的新型可逆轴流风机的内部流场进行了数值模拟,设计了4种可逆轴流风机并进行了新型可逆轴流风机的性能预测和流场分析,得出了动叶安装角的变化对可逆轴流风机性能的影响,随着叶片安装角度的增加,风机的最高效率增大,最高效率点对应的流量也相应增大,同时风机在较大的工况范围内均能保持较高的效率和压升.     

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。     

Y4-73离心通风机叶轮的高比转速优化设计研究

为了提高Y4-73离心通风机在大流量工况运行时的气动性能,在原通风机蜗壳不变的基础上,优化设计了一种高比转速叶轮,结合试验和数值模拟对其气动性能进行分析并研究了3种不同叶型对该风机性能的影响。研究结果表明,与改进前相比,高比转速离心通风机最高效率点向大流量工况偏移,虽然风机最高效率点的效率较原风机降低了3%,但在实际应用的大流量设计工况下,效率提升了10%。在此工作点下,改进后的高比转速叶轮与原蜗壳匹配性更好,叶片负荷提高,在靠近蜗舌和叶轮前盘处的流态有较大改善。当风机叶片为板型时,在设计工况下效率较薄翼型风机提升了1%。板型叶轮叶道内的流动分离现象有所减弱,尾迹损失小,叶轮出口气流角较大,使得叶轮出口处有效通流面积增大,从而提升了叶轮的做功能力,同时减小了蜗壳内的流动损失。     

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。     

大风量高效低噪喷雾轴流通风机的优化设计

将最优化方法应用于喷雾轴流通风机的气动设计及其结构参数的选择计算,应用电子表格进行风机叶轮流型的优化设计和最佳结构参数的确定.按最优化方法设计了JYPW-1型大风量喷雾轴流通风机,并给出了该风机的流量、全压、效率、噪声等气动性能实测数据与国内同类型风机的性能对比.     

大型电站子午加速轴流通风机逆向工程设计

本文研究对象是某大型火电站国外进口的子午加速轴流引风机。首先应用光学j维扫描仪测量系统对叶片严重磨损的轴流通风机叶轮进行了扫描测绘;然后采用逆向工程方法,建立了原型（磨损）轴流通风机叶片的三维曲面模型;依据曲面模型及叶片实际的磨损情况,提取和推断出叶片的原始设计思想和参数,并对叶片叶型进行了重新设计,建立了风机叶轮的完整三维实体模型;最后,对重新造型的轴流通风机的内部流场进行数值模拟,预测通风机的气动性能并得到了轴流通风机的性能曲线。计算结果表明,在较宽的流量范围内,轴流通风机内的流动稳定,效率较高,气动性能完全达到设计要求。     

小流量高扬程易汽化介质高速泵的研制与应用

阐述了适合于输送易汽化介质的小流量高扬程高速离心泵的研制方案和结构设计特点,采用以效率为目标函数的优化水力设计方法,并采用开式叶轮或复合叶轮及双密封结构,保证了泵机组具有优越的性能指标和密封可靠性。     

叶顶间隙对离心叶轮性能影响的数值模拟

对5个不同叶顶间隙下离心叶轮通道中的流动情况进行了数值模拟,得到了不同间隙时叶轮的效率、压比随质量流量变化的性能曲线,分析了间隙对叶轮性能的影响。     

基于进化算法和CFD技术的离心泵低稠度导叶的优化设计

结合离心泵导叶型线参数化方法、进化优化算法和Navier-Stokes方程求解技术对传统导叶进行了低稠度导叶优化设计.优化设计得到了稠度分别是0.89和0.65的导叶型线,数值验证表明:两种低稠度导叶的静压回复系数均高于初始设计.结合离心叶轮和优化设计得到的两种低稠度导叶进行了整个离心泵水力性能数值验证,计算结果表明:稠度是0.89的导叶的离心泵水力性能优于初始设计,而稠度是0.65的导叶的离心泵水力性能低于初始设计.研究结果表明对于初始设计的离心泵,采用优化设计得到的稠度是0.89的导叶具有更加紧凑的设计并且可以满足初始设计的要求.     

叶片进口边位置对双吸离心泵性能的影响分析

针对一种国内生产的双吸泵,利用CFD软件对其内部流场进行数值模拟,依据一元理论对叶轮的水力设计进行检查。在不改变原叶轮设计的基础上分别将叶片进口边三次后移构造出三种叶型A1、A2、A3。数值计算结果表明:在任意工况下叶轮A2的效率比A1、A3的效率都高,且在最优工况下叶轮A2的最高效率比原叶轮的效率高5.8%,高效区也明显变宽。研究表明,在推荐值1～1.3以外时,叶片间有效进出口面积的比值并非越小,泵的性能越好;叶片进口边的位置对泵的性能有很大的影响,适当改变进口边位置可以有效地改善叶轮进口的流动状态。     

闭式小流量模型级无叶扩压器改进设计

本文采用数值模拟的方法,主要研究了某闭式小流量模型级无叶扩压器部分的流动情况.通过对其内部流动情况进行详细的分析,归纳总结了其原始结构与内部流动中存在的问题,并对小流量系数模型级摩擦损失较大进行有针对性的改进设计与数值计算,结果显示改进效果较好.     

超低比转速高速离心泵的理论研究及工程实现

阐述了超低比转速高速离心泵以稳定性和效率为主线的设计理论,提出变螺距诱导轮和具有长、中、短叶片相间的复合叶轮相结合使用的结构形式,很好地解决了小流量工作不稳定性、效率低和气蚀性能差等关键难题.试验研究和工程实际应用表明提出的理论方法是合理可行的.     

舱外服大循环量引射器优化设计与实验研究

为进一步提高舱外航天服供氧通风能力,对其引射器进行优化设计。采用一维气体动力学模型建立喷嘴控制方程;根据实验结果确定喷嘴等熵效率,设计缩放喷嘴;采用3D打印技术加工不同结构的引射器;利用氮气进行常压引射实验,研究挡板位置、喷嘴类型与喷嘴出口位置(Nozzle Exit Position,NXP)等结构参数对混合流量的影响,寻找最优的引射器结构。研究表明:挡板位置对引射器混合流量的影响与喷嘴类型相耦合。前移挡板,亚音速引射器混合流量可提高56.90%以上,而超音速引射器则降低12.08%以上。将渐缩喷嘴换为缩放喷嘴,混合流量可以提高1.81倍以上;对于挡板前移的亚音速引射器,则可提高36.90%以上。所有亚音速引射器均无法满足当前性能要求。然而,对于超音速引射器,对于所有的NXP,在典型工况下引射器循环量均可满足要求;存在最优的NXP使得混合流量最大。NXP为6 mm时,超音速引射器混合流量最大,为144.83 L/min(工作流绝对压力为0.503 MPa);在全工况下(工作流表压为0.30～0.55 MPa),混合流量可至少提高1.59倍。设计的最优引射器测试结果均满足性能要求。