对旋式轴流通风机的仿真

发布时间：2020-11-05 07:11

　　 对旋式轴流通风机在矿井通风和局部通风中起着重要的作用，但目前使用的对旋式轴流通风机效率较低、噪音大，如何设计出高效率、低噪音、高匹配的风机是人们研究的主要问题。因为风机的常规设计过程周期长、需经样机实验、重复作业繁重、工作效率低，所以本文立足于现有计算流体力学方法，提出了对对旋风机的内部流场的仿真模拟。利用仿真，为设计风机提供性能预测、模型筛选、参数变化对比等依据，以达到缩短设计周期、提高设计质量的目的。 首先，本文讨论了利用计算流体力学仿真风机流场的方法，分析对比了现有仿真途径，然后给出针对对旋轴流风机的内流模拟步骤，提出在利用Ansys有限元软件的前提下进行仿真的方法。 其次，本文建立了风机内流模拟的模型方程。本文采用三维雷诺平均的Navier—Stokes方程，以计算定常流场为主，用重整化群方法（RNG）的k—ε湍流模型进行封闭，推出了数值模型的控制方程；选用有限元法对控制方程进行了离散，把偏微分的控制方程离散成为代数方程组，并运用迭代法对离散后的控制方程进行数值求解。 最后，本文运用上述方法在ansys软件环境下对一台对旋式轴流通风机进行了内流模拟，并与已知数据进行对比，验证了仿真结果的正确性，分析了误差的产生原因，总结了本课题的经验，提出了改进方法以及对后继工作的展望。
【学位单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2004
【中图分类】：TD441
【部分图文】：

1 绪论（3）反风性好，一般动叶轮固定的风机，其反风量约为 40%，而对于二级反转的来说，其反风量可达 60～70%。下面以 BDK 系列对旋式轴流风机[4]为例简单介绍一下对旋式轴流风机的结构与。结构由集风器、一级风机、二级风机、扩散器、扩散塔等部分组成，（如图 1.1）。其主要特点：（1）采用对旋式结构，一、二级风机叶轮相对安装，旋转方向相反，机翼形扭片、叶面也互为反向，省去了一般轴流风机的中后导叶装置，降低了风机的阻力，了中、后导叶能量损失，提高了风机的效率。（2）可直接反转反风，反风率高达 60%，不需另设反风道。

4 计算实例我们对该风机进行内流的数值仿真，由于风机上的叶片呈轴向对称形可以只对上下游各一个叶片通道进行仿真计算。我们将计算坐标系固，使计算坐标系同叶片一起绕风机的轴线转动。计算坐标如下图所示面坐标系，其中 x 轴是径向坐标 R，y 轴是角度坐标 θ，z 轴是旋转

叶片坐标的输入
【引证文献】

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1 王永生;陈虎;刘建永;;轴流风机研究现状及发展趋势[J];装备制造技术;2012年01期

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1 冯秀丽;在旋转中动叶可调的通风机转子系统的研究[D];山东科技大学;2005年

2 甄敏钢;隧道用轴流风机性能模拟研究[D];天津大学;2006年

3 张利蓉;叶片弯曲对轴流风机内部流场影响的数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2007年

4 周侣勇;研究风机振动噪声分析与数值模拟研究[D];武汉理工大学;2007年

5 骆子明;离心通风机三维流场数值仿真[D];大连交通大学;2007年

6 张绍全;对旋式轴流风力灭火机的气动设计与性能研究[D];北京林业大学;2012年

本文编号：2871304