本文關鍵詞：動葉可調(diào)軸流通風機的葉型研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：動葉可調(diào)軸流通風機是常用的工業(yè)設備之一,廣泛用于火電廠、煤礦井、隧道以及地鐵等場合中,因此,追求動葉可調(diào)軸流通風機的高性能、高效率對于能源的充分利用有著切合實際的意義。動葉可調(diào)軸流通風機的主體部分一般選用可調(diào)動葉加后導葉的結構形式,未安裝后導葉的通風機在動葉出口處有大量的周向動能損失,而作為回收這一部分周向動能的主要結構,后導葉在將動葉出口氣流的周向動能轉換為靜壓的過程中發(fā)揮著很大的作用。設計出合理的后導葉能夠有效地提升動葉可調(diào)軸流通風機的性能,從而達到節(jié)約能源的目的。基于此背景,本次課題以動葉可調(diào)軸流通風機的動葉作為研究基礎,設計出了良好的后導葉與其匹配,滿足原動葉可調(diào)軸流通風機的性能曲線。首先將已有的動葉三維模型作為單葉輪級在兩種不同安裝角下進行氣動分析,得出后導葉設計所需參數(shù)以及合理的設計工況點,再利用理論計算確定后導葉的詳細幾何參數(shù),在軟件Axstream中建立兩種后導葉的三維模型,并進行優(yōu)化修型。通過對兩種后導葉與不同安裝角的動葉進行匹配后的葉輪級進行多工況下三維氣動性能計算,發(fā)現(xiàn)在動葉根部安裝角為15。時設計出的后導葉與原動葉匹配后的葉輪級性能較好,最終選擇此安裝角下設計出的后導葉模型作為設計結果。進一步通過極限流線、壓力云圖、相對速度云圖以及等熵云圖來直觀地分析運行工況點下風機內(nèi)部流場細節(jié)情況,并分別改變流量和動葉安裝角,對比計算結果,總結各項性能參數(shù)的變化規(guī)律,同時驗證了后導葉設計的合理性。以效率作為目標函數(shù),應用軟件NUMECA中的Design 3D模塊對已設計出的后導葉進行三維優(yōu)化。再將優(yōu)化出的模型與原動葉匹配,進行三維性能計算,得出結果,證明了后導葉優(yōu)化的可靠性。最后,對優(yōu)化后的葉片進行加工,并按照運行工況對裝有設計后導葉的通風機進行實驗,其性能滿足要求。
【關鍵詞】：動葉可調(diào)軸流通風機 后導葉 氣動分析 氣動設計 三維優(yōu)化
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH432.1
【目錄】：

• 學位論文數(shù)據(jù)集4-5
• 摘要5-7
• ABSTRACT7-16
• 符號說明16-18
• 第一章 緒論18-38
• 1.1 研究背景及意義18-19
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-22
• 1.2.1 動葉可調(diào)軸流通風機氣動優(yōu)化設計19-20
• 1.2.2 葉型(優(yōu)化)研究20-21
• 1.2.3 內(nèi)部流場變化規(guī)律21-22
• 1.2.4 風機動葉調(diào)節(jié)機構22
• 1.3 動葉可調(diào)軸流通風機基礎理論22-25
• 1.3.1 軸流通風機結構形式22-24
• 1.3.2 軸流通風機工作特性24-25
• 1.4 通風機數(shù)值計算方法25-34
• 1.4.1 通風機內(nèi)部三維湍流的計算方法28
• 1.4.2 湍流模型分類28-29
• 1.4.3 S-A模型29-30
• 1.4.4 空間離散30-31
• 1.4.5 粘性項的離散31-32
• 1.4.6 非粘性項的離散32
• 1.4.7 時間離散32-33
• 1.4.8 隱式殘差光順33-34
• 1.5 本文主要工作34-38
• 第二章 后導葉的數(shù)值設計和三維成型38-54
• 2.1 構造動葉葉型38-39
• 2.2 葉輪級(R級)氣動分析39-42
• 2.3 后導葉氣動性理論計算42-45
• 2.4 后導葉的數(shù)值設計和三維成型45-49
• 2.5 (R+S)級葉輪二維氣動計算49-51
• 2.6 (R+S)級葉輪三維氣動驗算51-53
• 2.7 本章小結53-54
• 第三章 數(shù)值模擬結果及分析54-82
• 3.1 研究模型和計算方法54-58
• 3.1.1 研究模型和網(wǎng)格劃分54-57
• 3.1.2 邊界條件及計算方法的設定57-58
• 3.2 計算結果58-65
• 3.2.1 兩種后導葉計算結果對比分析58-63
• 3.2.2 特性曲線對比分析63-65
• 3.3 機內(nèi)部流場分析65-80
• 3.3.1 模型1在后導葉設計點流量(700kg)下的內(nèi)部流場情況65-71
• 3.3.2 流量變化對模型1內(nèi)部流動情況的影響71-75
• 3.3.3 動葉安裝角變化對風機內(nèi)部流動情況的影響75-80
• 3.4 本章小結80-82
• 第四章 三維數(shù)值優(yōu)化82-96
• 4.1 優(yōu)化方法基礎82-83
• 4.1.1 優(yōu)化理論82-83
• 4.1.2 優(yōu)化流程83
• 4.2 葉片參數(shù)化建模及擬合83-88
• 4.2.1 葉片參數(shù)化建模介紹83-85
• 4.2.2 參數(shù)化建模過程85-87
• 4.2.3 參數(shù)化擬合87
• 4.2.4 參數(shù)化擬合結果87-88
• 4.3 制定流場分析流程88-89
• 4.4 樣本庫生成及目標函數(shù)的確定89-91
• 4.5 優(yōu)化后風機性能分析91-93
• 4.6 后導葉加工93-94
• 4.7 本章小結94-96
• 第五章 總結與展望96-98
• 5.1 本文總結96-97
• 5.2 展望97-98
• 參考文獻98-102
• 致謝102-104
• 研究成果及發(fā)表的學術論文104-106
• 作者和導師簡介106-107
• 附件107-108

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 張黎燕;盛艷君;;煤礦軸流風機動葉調(diào)節(jié)機構的設計計算[J];煤礦機械;2013年06期

2 方媛媛;;三維圓柱體繞流數(shù)值模擬流場選擇及網(wǎng)格劃分[J];水道港口;2009年01期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 彭林斌;能量回收向心透平設計及內(nèi)部流動分析[D];上海交通大學;2010年

  本文關鍵詞：動葉可調(diào)軸流通風機的葉型研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：385190