变环量轴流风机设计及特性研究

发布时间：2017-04-11 17:11

  本文关键词：变环量轴流风机设计及特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：研制高效节能的轴流风机,对节约能源、提高国民经济发展水平、保护环境等方面都具有重要意义。影响轴流风机性能的主要因素是风机的叶型设计,叶片设计中的环量分布直接代表了加功量如何分配,环量分布形式对风机设计而言至关重要。针对小型轴流风机存在压力系数大,相对损失大等问题,本文提出一种变环量流型—环量沿径向呈线性增加,通过数值模拟及实验室实验相结合探索变环量流型对风机性能的影响,分析风机内部的流场特性,并探寻对此类风机而言,变环量比值与风机最高效率之间的变化关系。本文对叶栅实验数据图表进行公式拟合,在Excel电子表格中进行风机气动设计,选取圆弧板叶片,设计加工了变环量比值K为1.15、1.2、1.25、1.3、1.35的五种叶轮。利用三维软件绘制叶轮的造型图、模具图以及下料图,并自行加工叶片模具图,确保叶片的加工精度。对五种叶轮分别进行了数值模拟,结果显示,五种叶轮的风机效率曲线与轴流风机特性曲线吻合,且随着变环量比值的增大,风机最高效率先增后降。当变环量比值K=1.25时,风机的全压效率曲线最高。在叶片表面及叶轮出口截面,压力均沿着叶高方向逐渐增大。在叶轮表面,沿叶高方向,速度值逐渐增大;在叶轮出口截面,气流偏转角度较大,气流速度有较大的提升,与理论分析吻合。通过风机性能试验,获得五种叶轮的风压及效率曲线。结果显示,随变环量比值的增大,风机最高效率先增后减,存在最佳变环量比值;利用五孔探针测试风机在最高效率工况下的内部流场,获得五种叶轮出口与导叶中间截面的全压及三维速度沿径向的变化曲线,并分析曲线中与设计曲线不完全吻合的原因。通过本文的工作,分析了变环量流型对低压轴流风机性能的影响,丰富了变环量流型风机的实验研究,并为高效轴流风机的设计研究提供了一种思路。
【关键词】：轴流风机 气动设计 变环量比值 数值模拟 五孔探针
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH432.1
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-16
• 变量注释表16-18
• 1 绪论18-28
• 1.1 研究背景18-19
• 1.2 轴流风机研究概况19-25
• 1.3 叶轮机械研究方法综述25-27
• 1.4 本文研究内容及研究方法27-28
• 2 轴流风机设计理论28-37
• 2.1 平面直列叶栅理论28-30
• 2.2 轴流风机叶型和叶栅及其主要参数30-32
• 2.3 变环量流型32-34
• 2.4 风机的损失与效率34-36
• 2.5 本章小结36-37
• 3 风机设计37-47
• 3.1 风机叶轮设计和叶片结构37-42
• 3.2 叶片气流参数及几何尺寸42-43
• 3.3 叶片造型加工43-46
• 3.4 本章小结46-47
• 4 变环量轴流风机数值模拟实验47-59
• 4.1 数值模拟实验方案47-53
• 4.2 数值计算结果分析53-58
• 4.3 本章小结58-59
• 5 风机试验及分析59-77
• 5.1 性能试验方法和结果分析59-65
• 5.2 内部流场测试方法及原理65-70
• 5.3 风机内部流动分析70-73
• 5.4 误差来源分析73-76
• 5.5 本章小结76-77
• 6 总结与展望77-79
• 6.1 结论77-78
• 6.2 展望78-79
• 参考文献79-84
• 作者简历84-86
• 学位论文数据集86

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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本文编号：299558