【摘要】：微小型離心風(fēng)機是一種常見的葉輪機械,具有壓力系數(shù)高、噪聲低等特點,被廣泛運用在能源、電子、航空等領(lǐng)域,成為研究的熱點對象。由于微小型離心風(fēng)機自身的不對稱性,在風(fēng)機的出口截面存在著較大的速度畸變,靠近蝸殼外側(cè)流體的速度是內(nèi)側(cè)流體速度的3-4倍,這種現(xiàn)象極其不利于微小型離心風(fēng)機通風(fēng)、散熱等功能的實現(xiàn)。微小型離心風(fēng)機的不對稱性還會導(dǎo)致風(fēng)機整體的效率低下,一般微小型軸流式風(fēng)機的效率在70%左右,而微小型離心風(fēng)機的效率只有40%-60%,因此提高離心風(fēng)機內(nèi)蝸殼參數(shù)對改善微小型離心風(fēng)機的性能有著重要的意義�？紤]到微小型離心風(fēng)機的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和參數(shù)的難以匹配性,實驗的方法必然會造成耗時長、代價大的結(jié)果,因此采用數(shù)值模擬計算的方法矯正出口速度畸變,進行畸變矯正器和蝸殼一體化設(shè)計,并改善微小型離心風(fēng)機的整體性能,達到一體化優(yōu)化的目的。本文首先對某一型號的離心風(fēng)機進行了三維建模,然后采用Numeca軟件進行網(wǎng)格劃分和數(shù)值模擬計算,得到其內(nèi)部流場的計算結(jié)果,對確定轉(zhuǎn)速工況下離心風(fēng)機內(nèi)部流場的壓力和速度分布規(guī)律進行了分析。研究表明,離心風(fēng)機內(nèi)部流動情況非常復(fù)雜,流體壓力和速度在離心風(fēng)機內(nèi)部各個位置的變化揭示了離心風(fēng)機對流體加速增壓的原理;葉輪葉片和葉道內(nèi)的流動揭示了“射流——尾跡”現(xiàn)象,說明了離心風(fēng)機振動和噪聲的來源;離心風(fēng)機出口截面的速度分布表明了流體在離心風(fēng)機出口的速度非常不均勻,靠近蝸殼內(nèi)側(cè)的流體速度約為5m/s,靠近蝸殼外側(cè)的流體速度則超過了20m/s,速度從蝸殼內(nèi)側(cè)到外側(cè)呈現(xiàn)出遞增的趨勢,可見微小型離心風(fēng)機出口存在較大的速度畸變,對離心風(fēng)機通風(fēng)、散熱等功能的實現(xiàn)有較大的影響。隨后針對離心風(fēng)機出口截面速度的不均勻性,本文在傳統(tǒng)的微小型離心風(fēng)機的基礎(chǔ)上,采用等邊基元法,設(shè)計了矯正速度畸變的蝸殼型線,以改善不均勻的速度分布。等邊基元法設(shè)計的蝸殼型線更符合蝸殼內(nèi)部流體流動的真實軌跡,蝸殼內(nèi)流體加速增壓的過程隨半徑的變化而變化,在接近出口時進入流動摻混段,使本身速度方向和大小不均勻的流體進行擠壓碰撞,傳遞能量,減弱各個流體團之間速度的差異。本文創(chuàng)新性地定義了畸變方差(distortion variance)的概念,比較設(shè)計前后離心風(fēng)機出口的畸變程度,畸變方差由原來的6m2/s2下降了一個數(shù)量級,使得不均勻性分析可以量化處理,更直觀地分析畸變矯正的結(jié)果。最后由于離心風(fēng)機內(nèi)部的復(fù)雜性,影響離心風(fēng)機性能的參數(shù)非常多,在工程上通常采用正交試驗法進行分析。選出葉片數(shù)、葉型、斜切角度、扭轉(zhuǎn)角度四個參數(shù)進行了數(shù)值模擬計算,分別得出這個四個參數(shù)各自對微小型離心風(fēng)機流量、壓力和效率的影響關(guān)系,并根據(jù)各自對微小型離心風(fēng)機的影響選取每個因素最優(yōu)的影響參數(shù)進行排列尋找最優(yōu)參數(shù)組合為葉型C作為葉片的二維截面,葉片數(shù)目為50個,扭轉(zhuǎn)角度為10°,葉頂前緣斜切角為α=45°的參數(shù)組合,并獲得四個參數(shù)對微小型離心風(fēng)機影響程度的排列順序:二維葉型斜切角度葉片數(shù)目扭轉(zhuǎn)角度。
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【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH432

【參考文獻】

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1 梁齊文;楊波;;進口速度畸變對軸流風(fēng)機性能影響的全周數(shù)值研究[J];流體機械;2014年12期

2 劉小民;湯虎;樊濤;高德康;;多翼離心風(fēng)機葉片出口安裝角對吸油煙機性能影響的實驗研究[J];風(fēng)機技術(shù);2014年06期

3 左曙光;張琛t，

本文編號：2388688