多翼离心风机设计

发布时间：2017-07-31 14:01

  本文关键词：多翼离心风机设计

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【摘要】：随着现代工业的飞速发展,风机产品在各行业中得到了越来越广泛的运用,包括冶金行业的氧气顶吹炼钢、国防工业的航空风洞实验、民用的吸油烟机等。家用吸油烟机的风机采用了多翼离心风机。由于风机理论目前还不完善,风机内部流场复杂又不可见,很难准确描述,很多设计参数也仍依赖于经验数据,风机性能也依赖以实验测试,特别是家用吸油烟机风机设计,使用工况更复杂,能够开发出一套空气性能较佳的家用吸油烟机多翼离心风机就非常有意义,即能降低开发成本和节约开发时间,又能提高产品市场竞争力,占领更多的市场份额。本文主要研究内容为:(1)多翼离心风机总体设计。阐明了多翼离心风机的基本理论及其应用,论述了吸油烟机设计采用多翼离心风机的依据,并建立了一套多翼离心风机开发流程。(2)多翼离心风机初步设计。通过对多翼离心风机系统的理论计算,初步确定多翼离心风机原型机各零部件的几何尺寸及电机功率要求等,如叶轮、蜗壳、电机功率等,不过其过程中很多需要根据经验参数或经验公式修正。(3)多翼离心风机CFD仿真计算。通过对多翼离心风机原型机进行数值模拟计算,不仅可以获得原型机定转速下的空气性能参数、P-Q曲线、η-Q曲线以及宽带噪声源模型下A声功率级噪音等,同时也可以形象地表示原型机内部流场的状态,包括各个区域,各个平面、壁面上的压力大小、速度大小和方向、流线、噪音等,通过以上参数可以基本了解原型机流动状态最差的位置、噪音最大的区域、涡流存在的区域等,这样就找出原型机的薄弱点,为进一步优化设计提供参考。(4)多翼离心风机DOE优化设计。通过对多翼离心风机进行DOE优化设计,将16种随机组合数值模拟结果代替实验测试结果进行7因子两水平DOE优化分析,就可以获得风机各因子重要度的排列顺序和风机性能关于7因子的回归方程以及其128(72)种任意组合的产品性能,当然也可以获得最佳的因子组合。很大程度地节省了风机的样品制作费用和节约了实验测试时间。(5)多翼离心风机实验研究。通过对多翼离心风机实验研究,结果表明,优化风机比原型机有明显的性能优势,并且风机空气性能参数的变化规律与数值模拟的结果也是一致的,进一步证明可以用数值模拟代替一部分实验是可行的。
【关键词】：多翼离心风机 数值模拟 优化设计 性能
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH432
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 研究背景与意义11
• 1.2 研究现状11-15
• 1.2.1 离心风机结构参数优化研究现状12-13
• 1.2.2 风机内流场数值模拟研究现状13-14
• 1.2.3 风机设计方法和仿真方法研究现状14-15
• 1.3 研究内容和技术路线15-17
• 第2章 多翼离心风机总体设计及理论计算17-33
• 2.1 多翼离心风机基本理论及其应用分析17-18
• 2.1.1 多翼离心风机基本原理17
• 2.1.2 多翼离心风机基本结构17-18
• 2.1.3 多翼离心风机在吸油烟机中的应用分析18
• 2.2 多翼离心风机总体设计18-25
• 2.2.0 多翼离心风机设计原则18-19
• 2.2.1 叶轮设计19-21
• 2.2.2 蜗壳设计21-22
• 2.2.3 集流器选取22-23
• 2.2.4 流场数值模拟23-24
• 2.2.5 优化设计24
• 2.2.6 多翼离心风机设计流程图24-25
• 2.3 风机设计计算25-31
• 2.3.1 风机设计需求25
• 2.3.2 初始条件和环境参数25-26
• 2.3.3 叶轮计算26-28
• 2.3.4 蜗壳计算28-30
• 2.3.5 风机轴功率计算30-31
• 2.4 风机初步设计计算方案总结31-33
• 第3章 多翼离心风机CFD仿真计算33-53
• 3.1 计算流体力学概述33-34
• 3.2 多翼离心风机CFD仿真计算34-52
• 3.2.1 建立模型34-38
• 3.2.2 划分网格38-40
• 3.2.3 仿真求解40-52
• 3.3 风机仿真分析与总结52-53
• 第4章 多翼离心风机DOE优化设计53-75
• 4.1 DOE优化设计概述53-54
• 4.1.1 DOE概述53
• 4.1.2 DOE优化结果53-54
• 4.1.3 DOE优化的应用步骤54
• 4.1.4 DOE软件概述54
• 4.2 设定优化参数及其相应水平值54-56
• 4.3 十六种优化风机模型数值模拟56-74
• 4.3.1 十六种优化风机模型几何建模56-57
• 4.3.2 十六种优化风机模型网格划分57-58
• 4.3.3 十六种优化风机模型数值计算58-62
• 4.3.4 DOE优化分析62-73
• 4.3.5 最终优化方案数值模拟分析73-74
• 4.4 DOE优化设计分析总结74-75
• 第5章 多翼离心风机实验研究75-84
• 5.1 风机测试设备概述75-77
• 5.1.1 风机空气性能实验设备及测试方法75-76
• 5.1.2 风机噪音设备及测试方法76-77
• 5.2 原型机和优化后两种风机模型测试77-82
• 5.2.1 风机空气性能测试77-81
• 5.2.2 风机噪音测试81-82
• 5.3 风机实验测试结果对比分析82-83
• 5.3.1 原型机和优化风机对比分析82
• 5.3.2 实验数据与数值数据对比分析82-83
• 5.4 实验测试小结83-84
• 第6章 总结与展望84-86
• 6.1 总结84-85
• 6.2 展望85-86
• 附录86-95
• 参考文献95-97
• 致谢97

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4 王荣先;师清翔;刘师多;倪长安;周学建;;离心风机串联吸气临界点的试验[J];河南科技大学学报(自然科学版);2006年04期

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6 李树强;余志鹏;李华杰;;离心风机与离心风机串联特性的试验研究[J];农业装备与车辆工程;2007年02期

7 郝静;张凯;;除尘离心风机存在的问题及改进设计[J];农机化研究;2007年11期

8 李文华;范兴文;;离心风机变工况流场分析[J];科技创新导报;2008年28期

9 陈华平;杨著;秦素风;;甲醛生产装置离心风机的废热利用[J];节能;2010年07期

10 李晓丽;楚武利;谢芳;;防涡圈对离心风机性能的影响[J];机械科学与技术;2011年07期

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1 张帅良;;小型离心风机的振动处理及分析——风机动平衡工作经验谈[A];高效 清洁 安全 电力发展与和谐社会建设——吉林省电机工程学会2008年学术年会论文集[C];2008年

2 潘建红;梁社兵;刘利娜;;空调用离心风机系统优化[A];中国制冷学会2005年制冷空调学术年会论文集[C];2005年

3 梁士民;王刚;谷敏杰;胡松涛;;离心风机性能特性实验测试[A];山东土木建筑学会热能动力专业委员会第13届学术交流会论文集[C];2010年

4 梁士民;王刚;谷敏杰;胡松涛;;离心风机性能特性实验测试[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十七届学术交流大会暨第八届理事会第一次全会论文集[C];2011年

5 盘彩美;刘杰;陈江平;;离心风机降噪优化设计的数值研究[A];上海市制冷学会2009年学术年会论文集[C];2009年

6 王刚;郑小锋;周睿;胡松涛;刘国丹;;多翼离心风机降噪优化研究[A];全国暖通空调制冷2010年学术年会论文集[C];2010年

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9 李嵩;朱之墀;;离心风机BPF噪声数值预估方法及其应用[A];现代振动与噪声技术（第九卷）[C];2011年

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本文编号：599480