本文關(guān)鍵詞：離心風(fēng)機(jī)內(nèi)流場(chǎng)數(shù)值仿真與噪聲預(yù)測(cè)

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【摘要】：離心式風(fēng)機(jī)是一種通用的葉輪機(jī)械，在實(shí)際工程中有廣泛的應(yīng)用。本文對(duì)離心式風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了整機(jī)數(shù)值模擬和噪聲仿真，通過分析風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)和噪聲特性，提出了一種新型的葉片截面形式對(duì)離心式風(fēng)機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。 本文首先對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行了內(nèi)部流場(chǎng)的定常數(shù)值計(jì)算，考察了風(fēng)機(jī)整機(jī)和其子午面、徑向面、葉片表面等重要部分的靜壓力、動(dòng)壓力、速度矢量以及分析了風(fēng)機(jī)內(nèi)部流線情況、二次流現(xiàn)象以及渦流強(qiáng)度等特性。結(jié)果表明，離心風(fēng)機(jī)流體區(qū)域的壓強(qiáng)和流速是非軸對(duì)稱的，這是由于整機(jī)的非軸對(duì)稱性而產(chǎn)生，風(fēng)機(jī)的蝸殼出口的面積過大，致使在蝸殼出口處壓力過低而產(chǎn)生較多的逆流，，使得風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓減小，效率降低。再對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行非定常計(jì)算，在獲得蝸舌、蝸殼以及葉輪表面靜壓波動(dòng)后分別運(yùn)用FW-H方程和Lowson公式將靜壓波動(dòng)轉(zhuǎn)化為偶極子聲源進(jìn)行聲場(chǎng)仿真。詳細(xì)分析了流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和聲場(chǎng)特性以及分析研究風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)性能和噪聲的影響，優(yōu)化設(shè)計(jì)了一種新的葉片形式來改善風(fēng)機(jī)性能以及降低風(fēng)機(jī)噪聲。通過數(shù)值模擬，本文比較了優(yōu)化后的風(fēng)機(jī)與原始風(fēng)機(jī)的性能和流動(dòng)特稱。相比于原始機(jī)型，優(yōu)化之后的風(fēng)機(jī)的效率平均提高了5%左右，風(fēng)機(jī)流場(chǎng)內(nèi)的二次流、渦流現(xiàn)象均有所減弱。在聲場(chǎng)仿真中，優(yōu)化后風(fēng)機(jī)模型比原始模型總聲壓級(jí)低5-10dB，噪聲分布特性在優(yōu)化模型和原始模型有相同的趨勢(shì)。且離心式風(fēng)機(jī)的蝸舌上與葉輪上均產(chǎn)生離散噪聲，這兩種離散噪聲幅值相較于其他寬頻噪聲幅值都較大，他們的產(chǎn)生是由于葉輪與蝸舌相互作用的結(jié)果。 在現(xiàn)階段對(duì)離心式風(fēng)機(jī)降噪研究還處于試驗(yàn)為主的研究階段，但試驗(yàn)研究成本較大、周期較長(zhǎng)，這對(duì)風(fēng)機(jī)產(chǎn)品開發(fā)非常不利。因此，本文探討了一種離心式風(fēng)機(jī)降噪設(shè)計(jì)的數(shù)值研究方法，在研究過程中得到的分析結(jié)果將有助于在工程中改善低噪音離心式風(fēng)機(jī)的研發(fā)。
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH432

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本文編號(hào)：1206067