对旋风机流场实验研究及数值模拟

发布时间：2020-07-20 13:16

【摘要】： 本课题研究了对旋式通风机在不同级间间隙下的气动性能、噪声情况。测试了对旋式通风机的内部流场,针对常见的轴流式风机扩散筒进行了数值计算。对旋式风机性能实验主要进行如下两个方面的研究:首先是不同级间间隙的风机性能测试。实验结果表明,当风机的两级动叶轴向间隙为第一级弦长的55%时,风机具有较好的风压特性;其次研究了转速对风机气动性能的影响。通过变频器改变驱动叶轮转动的两级电机的转速,结果验证了相似定律在对旋风机上的适用性,为对旋风机变频调速提供了理论依据。对旋风机噪声实验表明:风机流量在额定工况点附近时,风机的噪声随着级间间隙的增大而减小;风机在小流量时,噪声具有宽频带性质,其大小强弱受级间间隙影响不大。对旋风机内部流场测试,借助球形压力五孔探针,主要测试了风机级间沿叶高的速度分布、压力分布,包括气流轴向偏角、气流轴向速度分量、气流径向速度分量、前级出口的静压分布和总压分布。实验得出了风机在三种不同工况,即大流量工况、额定工况、小流量工况下的流场数据。扩散筒的数值模拟部分,除了对两种结构形式的扩散筒进行了多工况点的数值模拟外,还采用理论方法计算了扩散筒的损失。从数值模拟结果可以看出,扩散筒的扩散效率随着工况的变化而变化,对于同一当量圆锥扩散筒,当芯筒的结构采用锥筒而外筒的结构采用圆筒时,其扩散效率较好。
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH432.1
【图文】：

对旋式轴流风机,对旋轴流风机,传动效率

以及风洞、冷却塔和锅炉上。图 1 对旋式轴流风机结构简图1-支撑板 2-叶轮 3-电机Fig.1 The structure drawing of Counter-rotating Axis flow fan与普通轴流风机相比对旋轴流风机的优越性如下[3] 4]1. 传动效率高。叶轮直接安装在电机轴上，改变了传统的传动结构，既避免了传动装置的频繁损坏，也提高了风机装置的传动效率，同时也提高了使用效率。2. 对旋轴流风机最高压力点的压力值较高，一般比普通带后导叶的轴流风机

对旋式通风机,速度三角形,对旋风机

2 对旋风机性能实验研究对旋风机速度三角形[25] [26]简单的一元流动中，当空间流型一定时，则沿叶高任意半径处第口绝对速度等于第二级叶轮气体进口绝对速度，这是确保两级叶动学条件。假定两级叶轮承担相等的负荷，则对旋风机在任一半速度三角形如图 2 所示。

微元体

参数的变化即与轴向坐标 z 、切向坐标θ 无关，而只与径向坐标r 有关了。这样，通过上述假设，就把原来很复杂的流动问题简化为气流参数只与自变量r 有关的无粘性、稳定、一元流场的分析与计算问题了。即cc(r)aa= cc(r)uu=P = P(r)T = T(r)ρ = ρ(r)（2-1）为了求解轴向间隙中气流参数与半径 r 的关系，先来研究气体微团在间隙中的受力关系，从而推导出径向平衡方程式来。所谓“径向平衡”指的是在轴向间隙中，气体微团所受的力在径向是平衡的，即径向合力为零。因而微团的径向分速度rc 也为零，则气体必然沿着圆柱面流动。如图 3，在动叶与静叶之间的轴向间隙中取一气体微元体，这微元体距转子轴线的距离为r ，其径向高度为dr ，宽度为dz 。这样，构成微元体的六个面为：半径各为r 及 r + dr的圆柱面，子午面上沿着半径方向的两个侧面及回转面上与转子轴线垂直的两个面。微元体的质量为dm = ρrdθdrdz（2-2）

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