發(fā)布時(shí)間：2020-04-21 18:30

【摘要】：多翼離心風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流動(dòng)屬于復(fù)雜的非定常流動(dòng),不同部位的分離、二次流動(dòng)特征是影響多翼離心風(fēng)機(jī)噪聲與性能的重要因素。眾多學(xué)者采用流動(dòng)控制技術(shù)來(lái)改善其性能和噪音。本文對(duì)多翼離心風(fēng)機(jī)開展有針對(duì)性的高精度數(shù)值計(jì)算及相應(yīng)內(nèi)外特性實(shí)驗(yàn),探索能夠真實(shí)反映該型風(fēng)機(jī)內(nèi)部非對(duì)稱流動(dòng)的數(shù)值方法。最后借鑒國(guó)內(nèi)外成熟的流動(dòng)控制方法,提出針對(duì)多翼離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部特征流動(dòng)的有效控制手段,最終實(shí)現(xiàn)其氣動(dòng)性能提升、噪音降低。(1)本文以氣動(dòng)性能及PIV試驗(yàn)為參照,對(duì)比分析了湍流模型Spalart-Allmaras、Realizableκ-ε和SSTκ-ω在多翼離心風(fēng)機(jī)數(shù)值模擬中的準(zhǔn)確性,結(jié)果表明SSTκ-ω較適用于多翼風(fēng)機(jī)數(shù)值計(jì)算。以氣動(dòng)性能試驗(yàn)為參照,依據(jù)多面體,六面體,六面體和四面體網(wǎng)格組成的混合網(wǎng)格在多翼風(fēng)機(jī)數(shù)值計(jì)算內(nèi)外特性中的差異性,結(jié)果表明多面體網(wǎng)格較適用于多翼風(fēng)機(jī)數(shù)值計(jì)算。(2)針對(duì)蝸殼出口有無(wú)限制條件,在保持葉輪外徑不變的條件下對(duì)多翼風(fēng)機(jī)葉輪、蝸殼的匹配進(jìn)行研究。首先確定了蝸殼開度對(duì)風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能的影響,最后得到兩種條件下控制蝸殼開度參數(shù)的合理變化范圍。(3)本文對(duì)某型號(hào)進(jìn)口有無(wú)限制條件的多翼離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行集流器偏心安裝研究,以控制改善其進(jìn)口流動(dòng)。對(duì)進(jìn)口無(wú)限制的多翼風(fēng)機(jī)進(jìn)行集流器非對(duì)稱研究,結(jié)果表明θ=120°,ε=0.016為合理偏心方位,風(fēng)機(jī)流量增加3.5%,效率提升3%,噪聲降低1.2dB。偏心方向?qū)?yīng)葉道內(nèi)的流動(dòng)分離減弱,葉輪前盤間隙處的流量泄漏減小。風(fēng)機(jī)噪聲源基頻和二倍頻的能量強(qiáng)度降低,風(fēng)機(jī)噪聲指向性分布得到改善,標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的噪聲降低0.8 dB。對(duì)進(jìn)口有限制下的多翼風(fēng)機(jī)進(jìn)行進(jìn)氣口非對(duì)稱研究,結(jié)果表明θ=240°,ε=0.016為合理偏心方位,風(fēng)機(jī)流量增加9%,效率提升8%。風(fēng)機(jī)進(jìn)口處的非定常旋渦向葉輪中心移動(dòng),葉道內(nèi)流動(dòng)分離減弱。風(fēng)機(jī)內(nèi)部噪聲源基頻和二倍頻的能量強(qiáng)度降低,噪聲指向性分布改善,標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的噪聲升高1.6 dB。
【圖文】：

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文間隙存在泄漏是影響風(fēng)機(jī)性能和噪聲的一個(gè)因素，如圖 1-1（a）所示。Darvish[10]采用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)合的手段發(fā)現(xiàn)多翼離心風(fēng)機(jī)葉道渦的減小有利于改善其性能和噪聲，如圖 1-1（b）所示。曹志坤[12]和王嘉冰[13]和采用 CFD 研究了多翼風(fēng)機(jī)中葉輪前盤間隙處的二次回流是影響風(fēng)機(jī)外特性的主要因素，，如圖 1-1（c）所示。呂偉領(lǐng)[8]和游斌[14]分別用 PIV 和數(shù)值模擬研究了蝸舌和葉輪間隙處回流的發(fā)展情況對(duì)風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能和噪聲的影響。王企鯤[14][16]用數(shù)值分析揭示了蝸殼內(nèi)部的非對(duì)稱流動(dòng)特征主要是由蝸殼的非對(duì)稱性引起。

王企鯤[14][16]用數(shù)值分析揭示了蝸殼內(nèi)部的非對(duì)稱性引起。二次流[9]（b）葉道吸力面分離[10]（c圖 1-1 多翼風(fēng)機(jī)內(nèi)部特征流動(dòng)8]利用示蹤粒子成像測(cè)速 PIV 對(duì)帶有外部方腔風(fēng)道的小流量工況下蝸舌處存在嚴(yán)重回流，風(fēng)機(jī)性能惡化。和葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同的非定常旋渦（如圖 1-2 所示和噪聲主要因素。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH432

【參考文獻(xiàn)】

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1 周水清;李輝;王軍;陳陽(yáng);付觀井;;集流器偏心對(duì)前彎離心風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能影響分析[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2015年07期

2 劉小民;趙嘉;李典;;單圓弧等厚葉片前后緣多元耦合仿生設(shè)計(jì)及降噪機(jī)理研究[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);2015年03期

3 劉小民;李爍;;仿

本文編號(hào)：2635567