柜式空调多翼离心风机的内部流场分析及实验研究
本文关键词: 柜式空调器 多翼离心风机 扩压口 集流器 锯齿叶片 出处:《华中科技大学》2012年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:高能效、低噪音、超环保一直是空调行业追求的目标,增加循环风量和降低噪音是柜机空调器优化研究的重点。传统的风机产品的设计主要依靠实验手段来进行,存在设计成本相对较高,开发周期较长等不足。本文采用数值模拟的方法对空调柜机室内机风道系统的三维流场进行数值计算,在详细分析原机风道的压力场、速度场、迹线云图等基础上,对原风道的型线、多翼离心风机的集流器结构、多翼离心风机叶片的结构进行了优化设计,其目的在于提高空调器柜机的循环风量、降低空调器室内机的噪音水平。 对原机风道型线的改进主要是:改进原机多翼离心风机扩压口的型线,优化了流出风机扩压口的流场的均匀性;对原风道的扩压口型线进行了修改,左侧宽度增加47mm,左侧角度逆时针增大6度,右侧角度逆时针增大7度。优化方案在蜗壳出口处的风速均匀性得到大大的改善。制作了风道加工手板,根据国家标准和企业标注,对手板风道进行了大量的风量、噪声的实验研究,实验结果显示:室内机循环风量高风由1132m~3/h增加到1189m~3/h,增幅为5.1%,噪音值下降0.6dB。 对多翼离心风机集流器结构的优化设计,主要对多翼离心风机的集流器的结构做了对比研究,三种集流器结构如下:第一种为原机型自带的收敛型集流器;第二种为轴向高度矮于原机型的收敛型集流器;第三种为进口倾斜角度相比原机型减小的新型线收敛型集流器。数值模拟结果显示相比于第一种后两种集流器都可以提高叶轮对气流的利用率,蜗壳出口侧的集流器背部的漩涡减小,,风量分别增加4.7%和3.6%;对数值模拟结果进行实验验证,实验结果显示风量分别增加3.8%和2.2%,噪音值不变,两种集流器结构方案对整机循环风量都有所提高。 对多翼离心风机叶片结构的优化设计:将原来的平直叶片改为锯齿形叶片,可以有效的将气流流经叶片后产生的漩涡打碎。采用Lighthill声类比法FW-H方程对新型风机的气动噪声进行预测,得出新型风机的风量与原始风机基本一致,而噪声品质得到较大的改善,模拟结果显示:噪声降低16.3%,效果较明显。
[Abstract]:High energy efficiency, low noise, super environmental protection has been the goal of air conditioning industry. Increasing circulating air volume and reducing noise are the key points in the optimization research of cabinet air conditioner. The traditional design of fan products mainly depends on experimental means, and the design cost is relatively high. In this paper, the numerical simulation method is used to calculate the three-dimensional flow field of the indoor air duct system of the air conditioner cabinet, and the pressure field and velocity field of the original air duct are analyzed in detail. On the basis of trace cloud diagram, the flow collector structure of the original air duct, multi-wing centrifugal fan and the blade structure of the multi-wing centrifugal fan are optimized. The purpose is to increase the circulating air volume of the air conditioner cabinet machine. Reduce the noise level of the indoor unit of the air conditioner. The main improvements are as follows: improving the profile of the expansion port of the original multi-wing centrifugal fan and optimizing the uniformity of the flow field of the outlet of the outlet fan; The expansion profile of the original duct was modified. The width of the left side was increased by 47 mm and the angle of the left side was increased by 6 degrees counterclockwise. The right side angle increases by 7 degrees counterclockwise. The wind velocity uniformity at the outlet of the volute is greatly improved. A large amount of air volume and noise were studied in the air duct of the opponent plate. The experimental results showed that the high air volume of the indoor unit was increased from 1132mt / 3 / h to 1189mt / 3 / h, with an increase of 5.1%. The noise value decreased by 0.6 dB. The optimal design of multi-wing centrifugal fan collector structure is compared and studied. Three kinds of collector structure are as follows: the first is the convergent flow collector with the original model; The second is a convergent type of flow collector whose axial height is lower than that of the original model. The third one is a new type of convergent convergent flow collector, which reduces the inlet tilting angle compared with the original model. The numerical simulation results show that compared with the first one, both of the latter two converters can improve the air flow utilization ratio of the impeller. The vortex on the back of the collector at the outlet side of the volute decreases, and the air volume increases by 4.7% and 3.6 respectively. The experimental results show that the air flow rate increases by 3.8% and 2.2, and the noise value remains the same. Optimization design of blade structure of multi-wing centrifugal fan: the original straight blade is changed into sawtooth blade. The vortex produced by the flow through the blade can be broken effectively. The Lighthill acoustic analogy method FW-H equation is used to predict the aerodynamic noise of the new fan. It is concluded that the air volume of the new type fan is basically the same as that of the original fan, and the noise quality is greatly improved. The simulation results show that the noise is reduced by 16.3and the effect is obvious.
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TU831.4;TH432
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本文编号:1473983
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