带导叶轴流风机流动特性研究

发布时间：2020-05-04 18:55

【摘要】：风机的用途极为广泛,遍及了国民经济的各个领域,在国民生产生活中占据着相当大的份额。风机的早期设计是根据实际需求,通过长期从事相关工作的工程技术人员拟出设计方案,并对该方案进行分析计算,进行相关校正后制作风机样机实体。随着计算机的不断更新换代,计算流体力学也取得了很大进步,风机的设计也不断出现了新技术。风机的叶轮叶片、导轮叶片的具体参数计算过程复杂,并且三维叶片的成型过程复杂。因此本文采用自编Visual C++程序进行计算得到叶片的不同叶高截面的空间曲线坐标,将数据导入到叶片成型的三维模型软件中自动生成曲线,避免了建模过程中的大量点的绘制,减少了很大的工作量。通过对带后置导叶以及未带后置导叶的轴流风机,在不同流量条件下进行了数值模拟研究。结果表明,无论是带后置导叶的轴流风机或未带后置导叶的轴流风机,当流量接近零时,全压达到最大值。在流量比较小时,全压比较高,效率显然不高,当流量增加时,风机的全压值降低。当流量继续增加,全压稍有升高,效率达到最高值,此时流体流线沿叶高方向分布比较均匀,这种情形一般在最佳工况时才会出现。当流量再次增加,风机的全压降低,整机效率也降低。因此可见,当流量偏离最佳工况一定范围,流动损失会明显增大,使得风机的效率降低。同一参数的叶轮与叶片参数相同而数目不同的导轮组合成的轴流风机中,流体通过高速旋转的叶片后,由于惯性的作用,接着流经不转动的弯曲叶片后置导轮。对于后置导叶数比较少,叶栅的弦节比较小的叶轮,流体在后置导叶流道中流动时,受叶片的作用较小,这对于消除经过高速旋转叶片产生的缠绕速度没有太大作用。后置导轮的叶片数增加,则叶栅稠度要增加,那么流体的流动阻力增加,同时导轮的总叶片面积也增大,也就是增大了摩擦面积,流体流动损失增加,使得风机效率降低,整机性能下降。导轮叶片宽度与叶片数目成反比的风机,在小流量工况时,后置导轮叶片数目越少,风机的全压会越高,是由于导轮叶片数目越少,导轮叶片的宽度大,流体在后置导叶流道中流动时,受叶片的作用较大,经过高速旋转叶片产生的缠绕速度基本上消除了,因此全压比较高。无论导轮叶片数目多少,导轮叶片的总表面积大小基本相同,表面摩擦损失相当,所以效率差别不大。随着流量增加,叶片数目越多,流体的流动阻力和表面摩擦阻力就会越大,并且影响程度加大,使得风机的全压和效率明显下降。
【图文】：

(c) P+R (d) P+R+S图 2.2 不同结构型式的单级轴流风机风机的导叶结构可以改变流体通过叶轮前或后的流动方向，前置导叶可以叶轮旋转运动相反方向的负预旋，这样就可以使轴流风机的轴向流动会产

轮毂比与比转速的关系曲线
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH432.1

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