以某離心風(fēng)機(jī)效率為優(yōu)化目標(biāo),選定離心風(fēng)機(jī)的4個(gè)關(guān)鍵參數(shù):轉(zhuǎn)速、葉輪直徑、出口安裝角、葉輪出口寬度,基于正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法,通過(guò)CFD數(shù)值仿真計(jì)算以及對(duì)計(jì)算結(jié)果的極差法分析,得出葉輪幾何參數(shù)及轉(zhuǎn)速的相對(duì)最優(yōu)組合模型。組合模型計(jì)算結(jié)果表明,優(yōu)化后風(fēng)機(jī)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。同時(shí),優(yōu)化組合模型風(fēng)機(jī)靜壓效率可提高4.49%,全壓效率提高6.94%。該研究方法適用于具有目標(biāo)明確的風(fēng)機(jī)改進(jìn)設(shè)計(jì),可快速精準(zhǔn)獲得優(yōu)選方案。 

【文章來(lái)源】：能源工程. 2020,(04)

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

方案10風(fēng)機(jī)和原型風(fēng)機(jī)全壓效率對(duì)比

圖5為原型風(fēng)機(jī)、方案10風(fēng)機(jī)葉輪回轉(zhuǎn)面靜壓對(duì)比云圖,從圖上可以看出,氣流進(jìn)入葉輪流道后,流動(dòng)方向不能及時(shí)發(fā)生90°的偏轉(zhuǎn),氣流與葉片的前緣及葉輪后盤發(fā)生沖擊,導(dǎo)致兩種葉輪的葉片前緣和后盤區(qū)域都存在一定的低壓區(qū),這些低壓區(qū)在各葉片間流道內(nèi)呈不對(duì)稱分布,存在葉輪進(jìn)口氣流不均勻現(xiàn)象;優(yōu)化后方案10風(fēng)機(jī)葉輪軸向距離減小,葉輪進(jìn)口氣流速度變化均勻連續(xù)無(wú)速度突變,氣流沖擊損失減弱,優(yōu)化后方案10風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)狀態(tài)得到改善,效率得到顯著提高。圖6為原型風(fēng)機(jī)、方案10風(fēng)機(jī)葉輪回轉(zhuǎn)面動(dòng)壓對(duì)比云圖,從圖上可以看出,原型風(fēng)機(jī)和方案10風(fēng)機(jī)動(dòng)壓從葉片前緣到葉片后緣逐漸升高,動(dòng)壓至葉片吸力面尾端達(dá)到最大值;動(dòng)壓值在蝸殼內(nèi)隨著蝸殼通道面積的增大而降低,這是蝸殼的擴(kuò)壓作用將氣體的部分動(dòng)壓轉(zhuǎn)化為靜壓的原因。對(duì)比原型風(fēng)機(jī)優(yōu)化后方案10風(fēng)機(jī)在葉片吸力面尾緣處動(dòng)壓大部分轉(zhuǎn)化為靜壓,減小了蝸殼內(nèi)的流動(dòng)損失,提高了葉輪的做功能力。

圖6為原型風(fēng)機(jī)、方案10風(fēng)機(jī)葉輪回轉(zhuǎn)面動(dòng)壓對(duì)比云圖,從圖上可以看出,原型風(fēng)機(jī)和方案10風(fēng)機(jī)動(dòng)壓從葉片前緣到葉片后緣逐漸升高,動(dòng)壓至葉片吸力面尾端達(dá)到最大值;動(dòng)壓值在蝸殼內(nèi)隨著蝸殼通道面積的增大而降低,這是蝸殼的擴(kuò)壓作用將氣體的部分動(dòng)壓轉(zhuǎn)化為靜壓的原因。對(duì)比原型風(fēng)機(jī)優(yōu)化后方案10風(fēng)機(jī)在葉片吸力面尾緣處動(dòng)壓大部分轉(zhuǎn)化為靜壓,減小了蝸殼內(nèi)的流動(dòng)損失,提高了葉輪的做功能力。圖7為原型風(fēng)機(jī)、方案10風(fēng)機(jī)葉輪回轉(zhuǎn)面全壓對(duì)比云圖,從圖上可以看出,原型風(fēng)機(jī)葉片壓力面與吸力面全壓值壓力梯度存在明顯的差異,流道出口擴(kuò)壓度偏大,這導(dǎo)致葉片吸力面出口附近容易形成渦流,使葉輪出口流場(chǎng)混亂,降低風(fēng)機(jī)效率。優(yōu)化后方案10風(fēng)機(jī)葉輪出口寬度變小,出口局部擴(kuò)壓度減弱,葉片壓力面與吸力面全壓值的壓力梯度差異減小,葉輪出口流動(dòng)狀況良好,風(fēng)機(jī)效率得到明顯提高。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于葉片數(shù)和葉片出口直徑的MVR高壓離心風(fēng)機(jī)性能改進(jìn)[J]. 劉燈,李晶,凌祥.  流體機(jī)械. 2018(08)
[2]小型后向離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片出口寬度對(duì)性能的試驗(yàn)分析[J]. 簡(jiǎn)曉書,陳強(qiáng),賽慶毅,吳和遠(yuǎn),朱志能.  風(fēng)機(jī)技術(shù). 2017(05)
[3]基于CFD的離心風(fēng)機(jī)蝸殼優(yōu)化研究[J]. 張琦,邵準(zhǔn)遠(yuǎn),徐淑君,賈會(huì)勉.  風(fēng)機(jī)技術(shù). 2017(05)
[4]基于正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的離心風(fēng)機(jī)多因素優(yōu)化研究[J]. 張波,呂玉坤.  流體機(jī)械. 2017(06)
[5]高速泵效率影響因素的正交試驗(yàn)研究[J]. 王小華,任軼,戴侃,李學(xué)華.  化工設(shè)備與管道. 2016(02)
[6]微穿孔消聲器在小型高速離心風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用研究[J]. 賈志彬,陳強(qiáng),汪軍,賽慶毅,吳和遠(yuǎn).  流體機(jī)械. 2015(08)
[7]雙進(jìn)氣后向離心風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能數(shù)值模擬及其改進(jìn)[J]. 常超,何奕為,吳俊峰,丁強(qiáng)民,黃文俊,朱曉農(nóng).  流體機(jī)械. 2015(06)
[8]基于數(shù)值模擬的離心風(fēng)機(jī)性能優(yōu)化[J]. 王昊,吳亞?wèn)|,歐陽(yáng)華.  流體機(jī)械. 2011(05)
[9]正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析方法研究[J]. 劉瑞江,張業(yè)旺,聞崇煒,湯建.  實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2010(09)

碩士論文
[1]前彎離心風(fēng)機(jī)多目標(biāo)優(yōu)化與噪聲控制研究[D]. 陳陽(yáng).華中科技大學(xué) 2016
[2]多翼離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)分析、參數(shù)優(yōu)化及噪聲預(yù)測(cè)[D]. 付望鋒.華中科技大學(xué) 2012
[3]葉輪機(jī)械軸向蝸殼內(nèi)部流動(dòng)的數(shù)值分析[D]. 楊靜.華中科技大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3611240