空调用轴流风机内流分析及优化

发布时间：2020-08-12 23:53

【摘要】：本文采用实验和数值模拟的方法,分别对空调原用叶轮和新设计叶轮的轴流风机的三维流场进行了研究。实验在风机外特性实验台上进行,数值模拟采用三维粘性数值模拟软件Fluent。本文共分两个部分: 第一部分以空调用轴流风扇系统为模型,利用三维雷诺时均Navier-Stokes 方程和标准K-ε两方程湍流模型对其内部流场进行模拟计算,并在原使用叶轮的基础上进行了优化改进。性能试验和数值模拟结果表明,用CAD/CFD 技术新设计的叶轮达到了设计要求,提高了风量、降低了噪声。它可为改进空调器风扇系统设计及其为不同叶型风扇的应用提供依据和进一步研究的基础。 在数值模拟的基础上分析了叶片表面静压分布及湍流粘度的影响,以及近壁流谱,流道中损失发展的规律。数值模拟结果表明,新叶轮通过进一步的优化,改善了内流结构,减少了损失,加快了尾迹的衰减速度,流动分布更加合理。 第二部分对叶顶间隙泄漏流动和叶尖涡进行了研究分析。叶顶间隙涡产生于叶顶区域吸力面附近,并朝同流道叶片的压力面向尾缘方向发展,叶轮的旋向与间隙涡的发展方向相反; 叶轮流道流动的主气流与从叶顶外侧吸入的气流两者相互作用,导致在吸力面近叶顶区域产生了叶尖涡,叶尖涡沿叶片吸力面向出口不断发展、移动,并且叶尖涡逐渐向同流道叶轮压力面方向移动,从叶顶近前缘位置至叶片出口,叶尖涡逐渐耗散,叶尖涡的发展方向与叶轮旋转方向。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TH432.1
【图文】：

图 1.1 叶片的扭曲和弯曲弯曲叶片是王仲奇教授和他的前苏联同事在二十世纪六十年代为均化反动的分布提出的，其基本含义就是叶片沿叶高不仅扭曲，而且沿周向弯曲如图。到二十世纪八十年代，王仲奇教授等提出，采用弯曲叶片主要是改变叶栅径向压力梯度，从而控制径向二次流。并提出在叶片弯曲的同时，还应该将反扭曲，将叶片的弯曲和扭曲合理的匹配，称为“叶片弯扭联合气动成型”图 1.2 弯曲叶片侧型面

曲叶片的提出和概念图 1.1 叶片的扭曲和弯曲叶片是王仲奇教授和他的前苏联同事在二十世纪六十年布提出的，其基本含义就是叶片沿叶高不仅扭曲，而且二十世纪八十年代，王仲奇教授等提出，采用弯曲叶片主压力梯度，从而控制径向二次流。并提出在叶片弯曲的曲，将叶片的弯曲和扭曲合理的匹配，称为“叶片弯扭

图 1.3 二维分离流动示意图离形成的机理与二维分离的一样，也是由于流场中存的附面层上的缘故。但判断三维分离的准则要比二维维附面层中，若在某个方向上存在逆压梯度，即使该于附面层内的流体还可以沿其它方向流去。这时附面所以决不能将二维分离的判断准则简单地推广应用到象实际是在三维流动中附面层内很“靠近”物面的流快地“离开”物面。文献[20]利用极限流线的概念来描物面趋于零处的流线。在流场中流线的定义为该线上微团的速度方向一致的曲线。由于流体的粘性作用，流线反映的是无限接近于物面的流体微团的运动。所地方离开物面，这就反映在物面上该处存在流动分离

【参考文献】

相关期刊论文 前1条

1 熊鳌魁;湍流模式理论综述[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2001年04期

本文编号：2791203