后向离心风扇的内部流场分析与降噪研究

发布时间：2020-11-07 18:37

　　 空调是人们日常生活中必不可少的设备之一,随着科技的发展,空调各方面的性能也在不断的进步与完善。本文针对现有空调用离心风机的缺点,优化其效率、降低噪声,设计一种具有高效率、低噪声、低损耗的后向离心风机,借助于三维理论模型进行多工况模拟,并利用数值模拟仿真与实验相结合的方法,验证该风机的合理性与优越性。首先,基于目前所存在的离心风机叶轮流道内的流动特点建立原始风机模型,在此基础上建立具有不同叶片内圆大小、前向叶片出口角、顶部斜角、叶片进口角、凸包大小、叶型及叶片焊接槽等参数结构的离心风机模型,为后续进行离心风机内部流场分析和噪声分析提供基础。其次,采用雷诺时均方程并结合湍流模型,借助于STAR-CCM+软件对不同的风机模型进行内部流场分析,通过对压力云图的分析可预测风机的实际性能,其计算结果可为风机设计及改进提供参考,并与原风机的数值模拟结果进行相对比较,得出各个不同的参数对风机风量、压差、力矩等的影响,以离心风机的效率作为评价指标,利用极差值确定了影响因素的主次关系,最终得到风机结构的最优结果。最后,以最佳参数组合的离心通风机为模型,采用噪声模型算法进行数值模拟,得到风机表面的声功率云图,并将数值模拟结果与性能测试结果进行对比,验证了数值方法的可靠性。
【学位单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH432
【部分图文】：

图 2.1 近壁面流动区域分布图壁面区域比较特殊，k-ε 两方程模型属于高雷诺数模型，不适用于近面区域内的流动，雷诺数比较低，湍流发展不充分，且壁面处事涡，不仅求解的计算量大，变量梯度大，而且还需要有较高的精度。论上来说，近壁面区域的计算可采用低雷诺数或壁面函数法，但由密度要求高，造成计算量过大的缺陷，同时对计算机性能要求高；网格时，可以使用相对较粗的网格，不需要额外加密网格，仅把第对数律区域内即可，计算量相对较少，故本文采用壁面函数法进行性次层中，湍流脉动受到壁面的影响，雷诺数可以忽略不计，即：p= , ,T n wTTU uu y u y uu 且 距离壁面的法线距离，pU 为平行于壁面的速度。

本设计理论式与速度三角形轴流通风机的流动现象时，一般只对基元级进行研究。基元级是单位的同心圆筒来切割风机的转子，两圆筒之间所夹的部分就称究不同半径流面上的气体流动，习惯上常把同一半径上的环形叶究。容易看出气流流经同一环形叶栅的所有叶片时，其流动条件以看做是由无穷多个基元级组成，因此对基元级的进行速度分析可。内部气流的绝对速度 V 可以看作由于叶轮旋转而沿圆周方向产体相对叶栅的相对速度 w 的速度的复合。将叶栅进出口速度三角得到图 3.1 所示的基元级速度三角形。

省⒃肷?娜ㄖ乩?檬?的Ｄ饨?薪?７治鲂阅苁欠裢?3.2 风机叶轮设计流程图3.3 风机叶轮总体结构3.3.1 比转数 ns在转速一定的情况下，风机的全压、效率和功率会随着风机流量的变化而变化，这种变化关系的曲线成为风机特性曲线，如图 3.3 所示。
【参考文献】

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本文编号：2874331