斜流式风机的流场模拟与性能优化

发布时间：2020-04-12 02:50

【摘要】： 斜流式风机兼有轴流式风机大流量系数,高效率的优点和离心式风机高压力系数,工作范围宽广的优点。在轴流式和离心式风机均不能覆盖的性能区,斜流式风机是一种理想的选择,有着较强的实用价值。斜流式风机的性能一般受叶轮、叶片、轴向间隙、导叶、扩散筒等的影响。 本论文运用计算流体力学方法模拟了斜流式风机整机流场,形成了一套对斜流式风机进行FLUENT模拟的一般方法。论文分别对叶轮段、轴向间隙段、导叶段、扩散筒段的流场进行了系统地分析评价,确定了影响斜流式风机性能的主要因素。对本课题所研究的风机而言,轴向间隙、导叶进口安装角、扩散筒结构为影响风机性能的主要因素。 分别计算轴向间隙值为20mm、30mm、40mm、50mm时的风机流场,并分析了风机性能的变化。结果表明轴向间隙取值必须适当,过大和过小都对风机流场有负面影响,本风机的轴向间隙应取30mm。 改变导叶进口安装角的大小,分别计算进口角为15°、20°、25°、28°和30°时的风机流场,并分析导叶性能和风机性能的变化规律。结果表明导叶性能和风机性能均随进口角的变化而有规律变化,最佳导叶进口角为28°。 整流体为尾流锥形、钝形尾部及内壁加凸块的扩散筒对风机性能有不同的影响。本文分别计算了采用三种形式扩散筒时的风机流场,并分析了风机性能的变化情况。最终确定内壁加凸块的扩散筒为最佳的结构形式。
【图文】：

使气流在压强作用下向吸力面流动，而形成二次涡流，如图1-2(a)。这种二次涡流还起着把压力面表面的低能流体输送到吸力面表面，从而造成吸力面边界层在叶片尾部的堆积，而形成尾迹区，，而相应的压力面表面则形成了较高速度区[1]。(a)叶道中的二次流 (b)叶端间隙中的二次流图 1-2 二次流损失[1]Fig.1-2 Secondary flow loss[1]叶轮的叶端间隙过大，气流从压力面透过间隙流向吸力面，也会引起二

图 1-1 叶型损失[1]Fig.1-1 Profile loss[1]流损失损失分为两种：一种是叶道中的二次流；另一种由于在叶片的端面，由于边界层的作用，在靠近强相同，流速为零，这样产生的惯性力不足以克差，使气流在压强作用下向吸力面流动，而形二次涡流还起着把压力面表面的低能流体输送力面边界层在叶片尾部的堆积，而形成尾迹区了较高速度区[1]。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH432

【引证文献】

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1 王迅;大功率风机能量平衡分析和风机效率测试仪的设计与应用[D];中南大学;2012年

本文编号：2624186