對旋式軸流通風(fēng)機(jī)在礦井通風(fēng)和局部通風(fēng)中起著重要的作用，但目前使用的對旋式軸流通風(fēng)機(jī)效率較低、噪音大，如何設(shè)計(jì)出高效率、低噪音、高匹配的風(fēng)機(jī)是人們研究的主要問題。因?yàn)轱L(fēng)機(jī)的常規(guī)設(shè)計(jì)過程周期長、需經(jīng)樣機(jī)實(shí)驗(yàn)、重復(fù)作業(yè)繁重、工作效率低，所以本文立足于現(xiàn)有計(jì)算流體力學(xué)方法，提出了對對旋風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流場的仿真模擬。利用仿真，為設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)提供性能預(yù)測、模型篩選、參數(shù)變化對比等依據(jù)，以達(dá)到縮短設(shè)計(jì)周期、提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的目的。 首先，本文討論了利用計(jì)算流體力學(xué)仿真風(fēng)機(jī)流場的方法，分析對比了現(xiàn)有仿真途徑，然后給出針對對旋軸流風(fēng)機(jī)的內(nèi)流模擬步驟，提出在利用Ansys有限元軟件的前提下進(jìn)行仿真的方法。 其次，本文建立了風(fēng)機(jī)內(nèi)流模擬的模型方程。本文采用三維雷諾平均的Navier—Stokes方程，以計(jì)算定常流場為主，用重整化群方法（RNG）的k—ε湍流模型進(jìn)行封閉，推出了數(shù)值模型的控制方程；選用有限元法對控制方程進(jìn)行了離散，把偏微分的控制方程離散成為代數(shù)方程組，并運(yùn)用迭代法對離散后的控制方程進(jìn)行數(shù)值求解。 最后，本文運(yùn)用上述方法在ansys軟件環(huán)境下對一臺對旋式軸流通風(fēng)機(jī)進(jìn)行了內(nèi)流模擬，并與已知數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，驗(yàn)證了仿真結(jié)果的正確性，分析了誤差的產(chǎn)生原因，總結(jié)了本課題的經(jīng)驗(yàn)，提出了改進(jìn)方法以及對后繼工作的展望。
【學(xué)位單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2004
【中圖分類】：TD441
【部分圖文】：

1 緒論（3）反風(fēng)性好，一般動葉輪固定的風(fēng)機(jī)，其反風(fēng)量約為 40%，而對于二級反轉(zhuǎn)的來說，其反風(fēng)量可達(dá) 60～70%。下面以 BDK 系列對旋式軸流風(fēng)機(jī)[4]為例簡單介紹一下對旋式軸流風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與。結(jié)構(gòu)由集風(fēng)器、一級風(fēng)機(jī)、二級風(fēng)機(jī)、擴(kuò)散器、擴(kuò)散塔等部分組成，（如圖 1.1）。其主要特點(diǎn)：（1）采用對旋式結(jié)構(gòu)，一、二級風(fēng)機(jī)葉輪相對安裝，旋轉(zhuǎn)方向相反，機(jī)翼形扭片、葉面也互為反向，省去了一般軸流風(fēng)機(jī)的中后導(dǎo)葉裝置，降低了風(fēng)機(jī)的阻力，了中、后導(dǎo)葉能量損失，提高了風(fēng)機(jī)的效率。（2）可直接反轉(zhuǎn)反風(fēng)，反風(fēng)率高達(dá) 60%，不需另設(shè)反風(fēng)道。

4 計(jì)算實(shí)例我們對該風(fēng)機(jī)進(jìn)行內(nèi)流的數(shù)值仿真，由于風(fēng)機(jī)上的葉片呈軸向?qū)ΨQ形可以只對上下游各一個(gè)葉片通道進(jìn)行仿真計(jì)算。我們將計(jì)算坐標(biāo)系固，使計(jì)算坐標(biāo)系同葉片一起繞風(fēng)機(jī)的軸線轉(zhuǎn)動。計(jì)算坐標(biāo)如下圖所示面坐標(biāo)系，其中 x 軸是徑向坐標(biāo) R，y 軸是角度坐標(biāo) θ，z 軸是旋轉(zhuǎn)

葉片坐標(biāo)的輸入
【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 王永生;陳虎;劉建永;;軸流風(fēng)機(jī)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];裝備制造技術(shù);2012年01期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 馮秀麗;在旋轉(zhuǎn)中動葉可調(diào)的通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的研究[D];山東科技大學(xué);2005年

2 甄敏鋼;隧道用軸流風(fēng)機(jī)性能模擬研究[D];天津大學(xué);2006年

3 張利蓉;葉片彎曲對軸流風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場影響的數(shù)值模擬研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2007年

4 周侶勇;研究風(fēng)機(jī)振動噪聲分析與數(shù)值模擬研究[D];武漢理工大學(xué);2007年

5 駱子明;離心通風(fēng)機(jī)三維流場數(shù)值仿真[D];大連交通大學(xué);2007年

6 張紹全;對旋式軸流風(fēng)力滅火機(jī)的氣動設(shè)計(jì)與性能研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2012年

本文編號：2871304