控制速度分布的多翼離心風(fēng)機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、多翼離心風(fēng)機(jī)是一種廣泛應(yīng)用在工業(yè)與民用通風(fēng)領(lǐng)域的流體機(jī)械。多翼離心風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是整體體積小，葉輪寬徑比大、內(nèi)外徑比大、葉片數(shù)量多，性能特點(diǎn)是壓力系數(shù)高，流量系數(shù)大，噪聲比較低，因此是空調(diào)裝置的首選。由于效率比較低，因此本文通過(guò)提出優(yōu)化的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)葉輪，提高其效率，并采用CFD數(shù)值模擬進(jìn)行分析與驗(yàn)證。
　　本文設(shè)計(jì)葉輪的主要思想是從造成葉輪流道內(nèi)流動(dòng)損失的根源出發(fā)，控制流道內(nèi)邊界層的增長(zhǎng)、分離以達(dá)到減少流動(dòng)損失的目的，實(shí)現(xiàn)葉輪的

2、優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得葉道內(nèi)的流動(dòng)更加合理。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有研究成果的分析，總結(jié)提煉了包括最大加速系數(shù)和最大加速位置系數(shù)等流動(dòng)控制參數(shù)，這些流動(dòng)控制參數(shù)對(duì)葉輪內(nèi)流動(dòng)有重要影響，可以體現(xiàn)對(duì)流動(dòng)的控制，同時(shí)它們又與沿流道的速度分布直接相關(guān)，因此研究這些流動(dòng)控制參數(shù)的最佳值即可達(dá)到優(yōu)化葉輪設(shè)計(jì)的目的。首先采用考慮旋轉(zhuǎn)和曲率的二維湍流邊界層積分方程分析不同控制參數(shù)情況下葉輪葉道內(nèi)邊界層增長(zhǎng)和分離，通過(guò)邊界層動(dòng)量厚度決定最佳控制參數(shù)，在此基礎(chǔ)上建立相應(yīng)的優(yōu)化速

3、度分布數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)此模型確定最佳速度分布，而后根據(jù)速度分布設(shè)計(jì)出風(fēng)機(jī)葉片型線，并判斷設(shè)計(jì)結(jié)果是否滿足壓力流量要求，若滿足則完成優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　本文將原始機(jī)型和新型設(shè)計(jì)的模型應(yīng)用N-S方程，并結(jié)合RNGk-ε湍流模型進(jìn)行流動(dòng)計(jì)算，基于數(shù)值模擬結(jié)果的原始機(jī)型性能預(yù)測(cè)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合良好，證實(shí)了所采用的計(jì)算模型和數(shù)值方法的可行性。通過(guò)數(shù)值模擬，比較了不同模型和原始機(jī)型的性能，并選擇了最優(yōu)化模型，最優(yōu)化模型各工況下全壓效率平均提高3.2