【摘要】：多翼離心風(fēng)機(jī)因其大輪徑比、前彎葉片多、流量系數(shù)大、噪音低等優(yōu)點(diǎn),在空調(diào)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本文以某型空調(diào)離心風(fēng)機(jī)為研究對(duì)象,以風(fēng)機(jī)額定工況下的全壓效率為目標(biāo),采用CFX軟件針對(duì)原型及改型進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。并探究了離心風(fēng)機(jī)二維非定常流動(dòng)特征。針對(duì)風(fēng)機(jī)的原始模型進(jìn)行了三維數(shù)值仿真及分析,并對(duì)仿真結(jié)果如速度、壓力、渦量、流線等進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:原型風(fēng)機(jī)效率較低為41.04%,風(fēng)機(jī)出口處有一個(gè)較大旋渦,且葉輪前盤二次流明顯,由于蝸殼斜切過(guò)度,葉道內(nèi)邊界層分離嚴(yán)重。綜合分析發(fā)現(xiàn)不合理的蝸殼設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)性能較低。在原型仿真的基礎(chǔ)上,采用獨(dú)立經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,重新設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)蝸殼,并對(duì)改型進(jìn)行了仿真。改型風(fēng)機(jī)效率為59.83%,較原型提升了45.78%。結(jié)果表明改型方案較之原型出口旋渦區(qū)基本消失,且較大程度消除了由于斜切過(guò)度造成的葉輪流道流動(dòng)分離現(xiàn)象,效率得以大幅提升。然后在不等邊基蝸殼型線改進(jìn)基礎(chǔ)上探究出口上凸、直線、下凸三種型線對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響規(guī)律,發(fā)現(xiàn)出口型線方案中直線型時(shí)風(fēng)機(jī)效率最高,但型線對(duì)風(fēng)機(jī)效率影響較小。在直線型出口段型線基礎(chǔ)上,繼續(xù)探究了45°、30°、15°三種出口段擴(kuò)張度對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響,發(fā)現(xiàn)隨著出口擴(kuò)張角的減小,出口面速度分布趨于均勻,出口段低速區(qū)面積不斷減小,但蝸舌處旋渦強(qiáng)度有所增加,且擴(kuò)張角為30°時(shí)風(fēng)機(jī)效率最高。在蝸殼改型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,對(duì)葉輪進(jìn)行改型設(shè)計(jì),依次探究了葉片數(shù)、出口角、入口角三種主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)效率的影響規(guī)律。最終結(jié)果表明:葉片數(shù)方案為42、47、52時(shí),隨著葉片數(shù)的增多,風(fēng)機(jī)的效率不斷提升,且葉片數(shù)對(duì)效率影響較大;葉片出口角方案為149°、165°、170°時(shí),隨著出口角的不斷增大,風(fēng)機(jī)的效率不斷提升,且出口角對(duì)風(fēng)機(jī)效率影響較大;葉片入口角方案為72.5°、63°、54°時(shí),隨著入口角的較小,風(fēng)機(jī)效率先增后減,但效率變化很小。最終的最佳方案葉片數(shù)為52、出口角為170°、入口角為63°。完成了二維風(fēng)機(jī)定常及非定常數(shù)值模擬,然后在定常結(jié)果基礎(chǔ)上分析了葉片尾跡-射流現(xiàn)象;通過(guò)非定常數(shù)值結(jié)果研究離心風(fēng)機(jī)的非定常流動(dòng)特征,結(jié)果表明喉部及葉片表面壓力波動(dòng)幅度大,為風(fēng)機(jī)主要噪聲源。
【圖文】：

有限體積法無(wú)論網(wǎng)格粗細(xì)，離散方程均可保持積分守恒，這是其突網(wǎng)格適應(yīng)性高，應(yīng)用范圍廣，計(jì)算效率高但精度不高。該方法使用最為2.5 多翼離心風(fēng)機(jī)實(shí)體建模及網(wǎng)格生成2.5.1 風(fēng)機(jī)實(shí)體建模及流域劃分(1)原型空調(diào)用離心風(fēng)機(jī)的核心技術(shù)在于其風(fēng)機(jī)系統(tǒng)。離心風(fēng)機(jī)系統(tǒng)主要由輪、集流器、擴(kuò)壓器、電機(jī)和傳動(dòng)部件等組成，如圖 2-1 所示。(a)裝配圖 1 (b)裝配圖 2

有限體積法無(wú)論網(wǎng)格粗細(xì)，離散方程均可保持積分守恒，這是其突網(wǎng)格適應(yīng)性高，應(yīng)用范圍廣，，計(jì)算效率高但精度不高。該方法使用最為2.5 多翼離心風(fēng)機(jī)實(shí)體建模及網(wǎng)格生成2.5.1 風(fēng)機(jī)實(shí)體建模及流域劃分(1)原型空調(diào)用離心風(fēng)機(jī)的核心技術(shù)在于其風(fēng)機(jī)系統(tǒng)。離心風(fēng)機(jī)系統(tǒng)主要由輪、集流器、擴(kuò)壓器、電機(jī)和傳動(dòng)部件等組成，如圖 2-1 所示。(a)裝配圖 1 (b)裝配圖 2
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TB657.2

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本文編號(hào)：2695478