本文采用計算流體動力學(xué)和聲類比相結(jié)合的混合方法對空調(diào)用離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行流場以及聲場的計算,同時進(jìn)行風(fēng)機(jī)風(fēng)量和噪聲的實(shí)驗(yàn)測量,驗(yàn)證所采用的數(shù)值計算模型和計算方法的有效性.針對原型非常規(guī)蝸殼,提取蝸殼中間截面型線進(jìn)行直蝸舌的蝸殼設(shè)計,在此基礎(chǔ)上設(shè)計了三種傾斜蝸舌的蝸殼.根據(jù)數(shù)值計算結(jié)果,對最優(yōu)傾斜蝸舌進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測試,風(fēng)機(jī)在各個工況點(diǎn)風(fēng)量均有提升,在最大風(fēng)量點(diǎn)風(fēng)量提升6.0%,噪聲降低1.4 dB（A）.數(shù)值分析風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動特征及噪聲特性,發(fā)現(xiàn)在蝸舌附近流動區(qū)域內(nèi)湍流強(qiáng)度和渦量明顯減小,在葉片通過頻率處聲功率譜密度以及噪聲峰值明顯下降,這也表明風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)噪聲得到了有效控制。 

【文章來源】：工程熱物理學(xué)報. 2020,41(01)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖１風(fēng)機(jī)部件示意圖??Ｆｉｇ．?１?Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ?ｆａｎ??

１４８??工程熱物理學(xué)報??４１卷??１００??１００?２００?３００?４００?５００?６００??Ｇｒｉｄ?ｎｕｍｂｅｒ／１０４??圖２網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證??Ｆｉｇ．?２?Ｇｒｉｄ?ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ?ｔｅｓｔ??非定常計算是以定常計算的結(jié)果為初始解，葉??輪區(qū)為旋轉(zhuǎn)區(qū)域改用Ｍｅｓｈ?Ｍ〇ｔｉ〇１丨模型，時間項選??用二階隱式格式，時間步長可確定為：??６０??Ａｔ??ＫｎＺ??⑴??式中：Ｋ為每一個時間步內(nèi)的最大迭代步數(shù)，取??Ｋ＝３０；?ｎ為葉輪轉(zhuǎn)速，ｎ＝１５００?ｒ／ｍｉｎ；?Ｚ為葉輪??（ａ）蝸殼?（ｂ）葉輪??（ａ）?Ｖｏｌｕｔｅ?（ｂ）?Ｉｍｐｅｌｌｅｒ??圖１風(fēng)機(jī)部件示意圖??Ｆｉｇ．?１?Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ?ｆａｎ??１．２流場計算??采用Ｆｌｕｅｎｔ求解器對其內(nèi)部流場進(jìn)行數(shù)值計??算，控制方程為Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程，湍流計算采用??適合風(fēng)機(jī)數(shù)值模擬的Ｒｅａｌｉｚａｂｌｅ?Ａ：－ｅ模型近壁??面處理采用標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)，壓力速度耦合采用ＳＩＭ？??ＰＬＥ?算法，壓力離散格式采用?ＰＲＥＳＴＯ！?格式，?動??量方程、湍動能方程以及湍流耗散率方程的離散均??采用二階迎風(fēng)格式，計算收斂殘差設(shè)置為ＨＴ４。葉??輪區(qū)設(shè)置為旋轉(zhuǎn)區(qū)域，采用Ｆｒａｍｅ?Ｍｏｔｉｏｎ模型，設(shè)??定旋轉(zhuǎn)區(qū)域轉(zhuǎn)速為１５００?ｒ／ｍｉｎ。進(jìn)口采用壓力進(jìn)口??邊界，總壓為１０１３２５?Ｐａ，出口靜壓根據(jù)工況點(diǎn)進(jìn)行??設(shè)定。??８００??７００??４．０４ｘ１０°??要改進(jìn)措施有不等距葉片Ｗ、傾斜葉片［２１、仿生前??尾緣葉片１氣Ｓ形葉片尾緣設(shè)計Ｗ等。對于離心風(fēng)??

風(fēng)機(jī)葉高方向速度云圖??Ｆｉｇ．?４?Ｖｅｌｏｃｉｔｙ?ｃｏｎｔｏｕｒｓ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｓｐａｎｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｏｒｉｇｉｎａｌ?ｆａｎ??采用和原型同樣的網(wǎng)格劃分方式和數(shù)值計算方法，??計算結(jié)果如表｜所示�？梢钥闯觯涸蛢A斜蝸舌設(shè)??計并非最優(yōu)設(shè)計，在提取蝸殼中間截面的基礎(chǔ)上，當(dāng)??蝸舌半徑為１１?ｍｍ時噪聲降低了?０．８?ｄＢ．由于直蝸??舌蝸殼的蝸殼前后盤未進(jìn)行圓角處理，蝸殼流域相??比原型增大，因而風(fēng)機(jī)風(fēng)量也提升１２?ｍ３／ｈ，提升幅??度約３．９％。??圖５原型蝸舌型線的擬合??Ｆｉｇ．?５?Ｐｒｏｆｉｌｅ?ｆｉｔｔｉｎｇ?ｏｆ?ｏｒｉｇｉｎａｌ?ｖｏｌｕｔｅ?ｔｏｎｇｕｅ??表ｉ原型風(fēng)機(jī)與直蝸殼風(fēng)機(jī)數(shù)值計算結(jié)果??Ｔａｂｌｅ?１?Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ｏｆ?ｏｒｉｇｉｎａｌ?ｆａｎ?ａｎｄ??ｓｔｒａｉｇｈｔ?ｖｏｌｕｔｅ?ｔｏｎｇｕｅ?ｆａｎ??性能參數(shù)??原型風(fēng)機(jī)??直蝸殼風(fēng)機(jī)??風(fēng)量／?ｍ３＊ｈ－１??３０７??３１９??噪聲／ｄＢ??５２．６??５１．８??３．３傾斜蝸舌設(shè)計??合理的傾斜蝸舌設(shè)計，可有效降低風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)??噪聲。在３．２計算中，直蝸舌風(fēng)機(jī)噪聲性能優(yōu)于??原型蝸茬風(fēng)機(jī)。進(jìn)而在直蝸舌／？＝１１?ｍｍ的基礎(chǔ)??上，設(shè)計傾斜蝸舌結(jié)構(gòu)，其中蝸殼前盤側(cè)蝸舌半徑??為私，蝸殼后盤側(cè)蝸舌半徑為馬，示意圖如圖６??所示。??根據(jù)空調(diào)現(xiàn)有尺寸，在限定的空間內(nèi)，設(shè)計三??種傾斜蝸舌，前盤側(cè)蝸舌半徑也、后盤側(cè)蝸舌半徑??以及相應(yīng)的蝸舌傾角０參數(shù)見表２，并通過數(shù)值??模擬分別計算三種傾斜蝸舌風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和噪聲。??Ｆｉｇ．?６?Ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｉｎｃｌｉｎｅｄ?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]基于大渦模擬的鋸齒尾緣翼型流動分析及氣動噪聲預(yù)測[D]. 黃乾.清華大學(xué) 2015
[2]軸流風(fēng)機(jī)動葉偏移時的特征參數(shù)分析[D]. 林卿.華北電力大學(xué) 2015



本文編號：3391950