非对称双转子小型轴流风扇的性能及流动特性研究

发布时间：2017-05-11 09:10

  本文关键词：非对称双转子小型轴流风扇的性能及流动特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：家用电器的散热系统都需要小型换热风扇来进行散热工作，而国内的厂家对于电器的换热风扇往往只是简单复制并没有对其投入较多的研究，，使得换热风扇的能效比不高，导致电器经常运行时散热不佳，运行不顺畅，资源浪费，如何提高小型轴流换热风扇的工作效率已经是迫在眉睫的事情。本文以非对称双转子小型轴流风扇为研究对象，通过三维流场数值模拟计算分析转子结构参数对风扇静特性、内部流动和噪声的影响；以前后级转子叶片的弯掠角为变量，以风扇静压效率最大化为优化目标进行响应面优化设计，提出最优参数和优化模型，并对优化模型做实验验证，其主要内容如下： 1、以不同轮毂比的双转子风扇为研究对象，用数值模拟方法分析前后级轮毂比对风扇的静特性和内部流动影响，研究结果表明，在轮毂尺寸限制内适当改小另一转子的轮毂比，风扇的静特性得到提升，流道通风面积变大，过流能力则增强； 2、建立以前后两级转子叶片弯、掠角四个因素为自变量，风扇的效率为因变量的响应面模型，对回归模型结果分析表明：风扇前后级叶片弯、掠角度的改变可以有效提高效率，且对效率影响最大的是前后级叶片的弯角，掠角次之，最后提出风扇效率最高的优化条件及优化模型结构； 3、分析原始模型与优化模型的内部流动特性，研究结果表明，优化模型的叶片压力分布沿叶高方向比原始模型更为均匀，吸力面和压力面的压差要大于后者，优化模型的轴向压力梯度大，做功能力强；静特性通过实验研究发现，双转子小型轴流风扇比单转子小型轴流风扇的压升值提高2倍多； 4、对比原始模型与优化模型的噪声，分析结果表明，优化模型在叶顶间隙处的涡脱落强度要比原始模型的小，且在叶片尾缘处的涡量值小；优化后的风扇模型噪声降低，在基频处，优化风扇模型叶顶间隙处的声压级比原型风扇模型降低了2.5dB。
【关键词】：双转子轴流风扇 轮毂比 弯掠角 响应面优化 内部流场
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH43
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 选题目的和意义9
• 1.2 叶轮机械内部流动特性研究发展和现状9-11
• 1.2.1 CFD 技术的发展及现状10
• 1.2.2 实验发展及现状10-11
• 1.3 风机的研究现状11-12
• 1.4 双转子轴流风机的研究现状12-13
• 1.5 声学理论及风扇降噪方法13-14
• 1.6 论文的主要工作14-16
• 第二章 模型建立及风扇流场数值模拟计算16-23
• 2.1 非对称双转子小型轴流风扇模型16-18
• 2.1.1 非对称双转子小型轴流风扇原始模型16-17
• 2.1.2 不同轮毂比的非对称双转子风扇17-18
• 2.1.3 不同弯掠角的非对称双转子风扇18
• 2.2 非对称双转子轴流风扇的数值模拟18-21
• 2.2.1 前处理过程18-20
• 2.2.2 数值计算方法及边界条件设置20-21
• 2.3 本章小结21-23
• 第三章 轮毂比对双转子风扇静特性及内部流场的影响23-34
• 3.1 引言23
• 3.2 后级轮毂比的改变对风扇性能影响23-28
• 3.2.1 风扇静特性分析23-24
• 3.2.2 风扇内部流场分析24-28
• 3.3 前级轮毂比的改变对风扇性能影响28-32
• 3.3.1 风扇静特性分析28
• 3.3.2 风扇内部流场分析28-32
• 3.4 本章小结32-34
• 第四章 双转子风扇叶片的弯掠角优化设计及实验研究34-56
• 4.1 概述34
• 4.2 响应面建模与分析34-40
• 4.2.1 试验设计34-36
• 4.2.2 试验结果分析36-40
• 4.3 风扇的内部流动数值模拟及噪声分析40-52
• 4.3.1 原始模型及优化模型风扇的静特性40-43
• 4.3.2 原始模型及优化模型风扇的内部流动特点43-48
• 4.3.3 原始模型及优化风扇模型的噪声48-52
• 4.4 静特性测试实验52-54
• 4.4.1 实验装置简介52-54
• 4.4.2 实验结果分析54
• 4.5 本章小结54-56
• 第五章 全文总结与展望56-58
• 5.1 全文总结56-57
• 5.2 工作展望57-58
• 参考文献58-63
• 致谢63-64
• 攻读研究生期间发表的论文及专利64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：356925