4-73型离心风机叶轮叶片开缝的数值模拟

发布时间：2020-07-10 04:07

【摘要】： 本文针对某些风机管道系统需要扩容改造的工程实际需要,以G4-73№8D型风机为研究对象,利用NUMECA软件对其进行了内部流场的三维数值模拟和流动分析,结果表明,风机叶轮出口处存在着明显的射流—尾流结构,导致风机的性能下降;为削弱这一结构对风机性能的影响,对风机叶轮叶片开不同的细缝进行了数值模拟,并依据叶轮流场的改善情况,确定了细缝位置和开缝角度。模拟研究结果表明,改进后的风机全压明显提升,其额定工况下的效率提高不明显。
【学位授予单位】：华北电力大学（河北）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH432
【图文】：

计也取得了良好的效果：他主持研究的新型风机，采用长短叶片开缝技术，全压提高了大约 4%，效率不变，高效区拓宽，噪声降低约 1dB，其比噪声很低，获得良好的风机综合性能。这种技术综合了长短叶片和边界层吹气两种技术的优点，能有效使气流通过缝隙将叶片尾部紧靠吸力边的漩涡带走，改善叶轮通道内的流动。但是这种边界层吹气叶轮存在缺陷，开缝隙太窄(缝宽约 2mm)，当风机在有粉尘的环境中使用时，缝隙可能会被堵塞而失去作用，这就限制了该项技术在风机工程中的应用[16]。长短叶片技术(splitter blades)是改善扩压流动的一种办法，它是指在离心式风机正常的叶片之间加入较短的一段叶片，以减小出口处的扩压程度，达到改善射流—尾流结构的目的。图 1-1 分别为常规叶片叶轮、长短叶片叶轮和长短开缝叶片叶轮的二维示意图。可以看出在长短开缝叶片叶轮的设计中，除了开缝位置会影响风机的性能外，包括长短叶片间的开缝大小、相互间的搭接长度等参数都会影响长短叶片的设计[17-19]。

图 3-2 风机叶片模型表 3-1 叶片翼型特征点坐标x 5 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 y 4.6 6.0 6.8 7.25 7.6 7.4 6.85 6.08 5.1 3.95 2.65 z=y/4 1.15 1.5 1.7 1.81 1.9 1.85 1.71 1.52 1.28 0.99 0.66 注：z 为风机叶片吸力面在 y 轴负方向上的坐标把生成的两个封闭的曲线作为特征轮廓，进行放样凸台处理，生成一凸台然后沿周向以 n（n 为风机叶片数）为实例数进行周向阵列。最后用前盘型线旋割生成的 n 个凸台实体，便生成所有的叶片模型。如图 3-3 所示。

因此，图 3-1 中的泄漏间隙暂时要用曲线连接起来，最后用添加其打通。叶轮出口处也需要加大半径，生成如图 3-3 的不同型线。然后选择在 Solidworks 中生成的任意一叶片，分别将其压力面和吸力面以输出并导入 IGG 进行处理。经过曲线连接、旋转、方向选择、压力面和新生成以及输出等操作后生成 DAT 格式的文件。把所有 DAT 数据读入 AutoGrid 后，经过复杂的操作便生成单通道网格，时生成。.3 蜗壳流道的建模首先在 Solidworks 中生成蜗壳侧面型线。然后根据这些曲线生成蜗壳截面面沿旋转轴方向平移蜗壳宽度的距离，扫掠生成蜗壳所包含的实体。将前的叶轮实体和进风口实体一起进行布尔及切割操作，便生成整个蜗壳流道择需要的曲面，以 IGES 格式输出，以备在 IGG 中手动划分网格。如图

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本文编号：2748431