發(fā)布時間：2017-11-20 04:20

  本文關(guān)鍵詞：離心風機內(nèi)流場數(shù)值仿真與噪聲預測

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【摘要】：離心式風機是一種通用的葉輪機械，在實際工程中有廣泛的應(yīng)用。本文對離心式風機內(nèi)部流場進行了整機數(shù)值模擬和噪聲仿真，通過分析風機內(nèi)部流場和噪聲特性，提出了一種新型的葉片截面形式對離心式風機進行了優(yōu)化設(shè)計。 本文首先對風機進行了內(nèi)部流場的定常數(shù)值計算，考察了風機整機和其子午面、徑向面、葉片表面等重要部分的靜壓力、動壓力、速度矢量以及分析了風機內(nèi)部流線情況、二次流現(xiàn)象以及渦流強度等特性。結(jié)果表明，離心風機流體區(qū)域的壓強和流速是非軸對稱的，這是由于整機的非軸對稱性而產(chǎn)生，風機的蝸殼出口的面積過大，致使在蝸殼出口處壓力過低而產(chǎn)生較多的逆流，，使得風機出口風壓減小，效率降低。再對風機進行非定常計算，在獲得蝸舌、蝸殼以及葉輪表面靜壓波動后分別運用FW-H方程和Lowson公式將靜壓波動轉(zhuǎn)化為偶極子聲源進行聲場仿真。詳細分析了流場結(jié)構(gòu)和聲場特性以及分析研究風機結(jié)構(gòu)參數(shù)對風機性能和噪聲的影響，優(yōu)化設(shè)計了一種新的葉片形式來改善風機性能以及降低風機噪聲。通過數(shù)值模擬，本文比較了優(yōu)化后的風機與原始風機的性能和流動特稱。相比于原始機型，優(yōu)化之后的風機的效率平均提高了5%左右，風機流場內(nèi)的二次流、渦流現(xiàn)象均有所減弱。在聲場仿真中，優(yōu)化后風機模型比原始模型總聲壓級低5-10dB，噪聲分布特性在優(yōu)化模型和原始模型有相同的趨勢。且離心式風機的蝸舌上與葉輪上均產(chǎn)生離散噪聲，這兩種離散噪聲幅值相較于其他寬頻噪聲幅值都較大，他們的產(chǎn)生是由于葉輪與蝸舌相互作用的結(jié)果。 在現(xiàn)階段對離心式風機降噪研究還處于試驗為主的研究階段，但試驗研究成本較大、周期較長，這對風機產(chǎn)品開發(fā)非常不利。因此，本文探討了一種離心式風機降噪設(shè)計的數(shù)值研究方法，在研究過程中得到的分析結(jié)果將有助于在工程中改善低噪音離心式風機的研發(fā)。
【學位授予單位】：東華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH432

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本文編號：1206067