本文關鍵詞：軸流風機葉頂泄流聲場數值模擬與實驗研究　出處：《沈陽工業(yè)大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：軸流風機是人們在生產生活中應用十分廣泛的一種流體機械,近年來其噪聲問題受到了社會的關注。由于軸流風機在工作過程中葉頂間隙容易出現泄流,并與其主導氣流相互作用產生湍流,導致軸流風機運轉過程不但工作性能受到削弱,而且發(fā)出異常的噪聲干擾。因此,分析葉頂泄流對軸流風機壓力場、流場和聲場的影響,對于設計制造高性能、低噪聲的軸流風機至關重要。本文以JGF型軸流風機為研究對象,采用FLUENT數值模擬軟件對軸流風機的流場進行數值計算。通過葉片表面的壓力云圖結果表明,葉片表面最大靜壓位于葉片的葉頂位置,即軸流風機葉輪做功的主要區(qū)域,葉片前緣比后緣的總壓大,這與軸流風機的工作原理一致;葉片旋轉過程中壓力面動壓較小,靜壓較大,動壓分布比較均勻,計算結果符合能量守恒定律,證明了模型的正確性。根據葉片表面總壓力圖,葉片總壓值最大點出現在葉片頂部,壓力面動壓小、吸力面總壓較大,說明葉頂泄流引起的渦流增大了流動損失導致風機氣動性能的下降。為了分析葉頂間隙對氣動噪聲的影響,首先模擬了軸流風機在不同流量、不同葉頂間隙下的性能曲線,結果表明,隨著流量的增加,軸流風機的功率變化較小,而靜壓及風機效率會隨著流量的增加而減小,動壓則隨著流量而逐漸增大;在5mm,10mm,15mm,20mm四種不同的葉頂間隙當中,10mm為最優(yōu)葉頂間隙,此時軸流風機效率最高。然后又對軸流風機葉輪進行聲場數值模擬,得出在聲場數值模擬中聲壓級最大值出現在5kHz-10kHz之間,之后聲壓級隨頻率增加呈下降狀態(tài);葉頂監(jiān)測點所呈現的最大聲壓值明顯大于其他監(jiān)測點,葉片中部的監(jiān)測點的最大聲壓值小于葉頂監(jiān)測點,葉片中部前緣監(jiān)測點的最大聲壓值大于后緣監(jiān)測點,位于葉片根部的監(jiān)測點最大聲壓值最小。通過與葉輪表面動壓分布云圖的對比分析,驗證了聲場模擬結論的正確性。最后通過麥克風陣列聲源識別實驗中獲得的時域聲壓級分解圖得到,聲壓級最高的響應點為葉片頂部響應點,而位于葉片中部的兩個響應點所收集的聲源信號聲壓級小于葉片頂部,葉片根部響應點所收集的聲源信號聲壓級為最低,這一實驗結果也與流場分析及聲場分析的結論相吻合。
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【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TH432.1;O42

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