基于逆向工程的旋涡风机流场分析及性能研究

发布时间：2020-06-12 04:08

【摘要】： 旋涡风机是吹吸两用的压力源和真空发生装置,它在国民经济中有着极为广泛的应用,研究旋涡风机的工作机理及工作性能具有重要的理论意义和现实指导作用。我国在旋涡风机工作机理的研究、设计和制造等方面与国际先进水平还存在较大差距。逆向工程的出现,为快速吸收和消化国际先进技术提供了一种快捷有效的手段。论文以国外一旋涡风机作为研究对象,运用逆向工程技术实现旋涡风机叶轮的逆向制造,在此过程中对涉及到的旋涡风机基本理论、逆向工程技术以及CFD流场分析技术做了深入而系统的研究。 论文首先对旋涡风机作了详细介绍,分析其工作原理,推导了旋涡风机流场内的欧拉方程。提出了将逆向工程技术和CFD技术结合应用于旋涡风机的研究中,以旋涡风机唯一做功部件——叶轮为例,对测量过程做了详细的规划,采用接触式测量和非接触式测量相结合的方法完成叶轮的数据采集。在ImageWare中进行数据处理,提取叶轮几何模型的特征参数,并在三维软件PRO/E里完成叶轮的CAD模型。根据CAD模型,建立旋涡风机二维流动模型,在FLUENT内探讨纵向旋涡的形成过程,从压力分布图、速度矢量分布图等方面分析旋涡风机的流动过程及流动特征,计算结果与已有文献一致。将设计的叶轮实物化,分析其加工误差,定性研究了叶轮几何参数、气体流动速度、间隙及隔板等因素对旋涡风机性能的影响,利用现有仪器测得旋涡风机压力-流量关系曲线。 本文的研究,提供了旋涡风机有效的测量数据和准确的CAD模型;通过旋涡风机的数值模拟,证实了纵向旋涡的存在,验证了前人旋涡理论假说的正确性;较成功地实现了叶轮的制造,明确了几何参数对旋涡风机性能的影响,为旋涡风机的设计、研究工作提供理论指导和依据。
【图文】：

图2一单级旋涡风机 Fig.24SingleStageofBlower图2一5双级旋涡风机Fig，2一 5DoubleStageofBlower2.2旋涡风机基本结构及工作原理2.2.1课题研究的旋涡风机结构本文研究的是单级、闭式旋涡风机，叶片是直叶片和前弯叶片的组合形式。旋涡风机外形结构如图2一6，它主要由叶轮、壳体(或风桶和风盖)、转子、消音海绵、马达桶(组)、轴承、散热片、脚座、垫片等零部件构成。其工作部分主要由52个叶片的叶轮和具有环形流道的壳体组成。叶轮安装在风桶和风盖构成的壳体内，叶片和叶轮轮盘整体压铸而成。安装时叶轮端面尽可能地靠近壳体的两侧壁板，转子和叶轮采用键连接，电机的转子与风机共用一根轴，除风机轴上的轴承外，其他部位没有任何接触摩擦。在壳体的下部设有径向分布的吸入口和排出口，它们彼此靠近，，中间用固定的隔板隔开，隔板与叶轮外缘形成很小的径向间隙

江南大学硕士学位论文图2一单级旋涡风机 Fig.24SingleStageofBlower图2一5双级旋涡风机Fig，2一 5DoubleStageofBlower2.2旋涡风机基本结构及工作原理2.2.1课题研究的旋涡风机结构本文研究的是单级、闭式旋涡风机，叶片是直叶片和前弯叶片的组合形式。旋涡风机外形结构如图2一6，它主要由叶轮、壳体(或风桶和风盖)、转子、消音海绵、马达桶(组)、轴承、散热片、脚座、垫片等零部件构成。其工作部分主要由52个叶片的叶轮和具有环形流道的壳体组成。叶轮安装在风桶和风盖构成的壳体内，叶片和叶轮轮盘整体压铸而成。安装时叶轮端面尽可能地靠近壳体的两侧壁板，转子和叶轮采用键连接，电机的转子与风机共用一根轴，除风机轴上的轴承外，其他部位没有任何接触摩擦。在壳体的下部设有径向分布的吸入口和排出口，它们彼此靠近，中间用固定的隔板隔开，隔板与叶轮外缘形成很小的径向间隙
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH43

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本文编号：2708984