【摘要】：蝸殼是離心式通風(fēng)機(jī)的重要部件,其作用為收集流體以及轉(zhuǎn)化能量。蝸殼外型線是蝸殼設(shè)計(jì)過程中最為重要的一環(huán),蝸殼型線代表了蝸殼的整體形狀,是約束蝸殼內(nèi)部流體運(yùn)動的邊界。同時,蝸殼型線還決定了蝸舌的位置及蝸舌間隙的大小,對風(fēng)機(jī)性能有著極大影響。目前,蝸殼型線設(shè)計(jì)均基于等環(huán)量分布或等速度分布的假設(shè),然而蝸殼內(nèi)實(shí)際流動存在極大的非定常流動,蝸殼沿周向各截面及蝸殼進(jìn)口處的流動參數(shù)分布不均,其設(shè)計(jì)中的理論假設(shè)往往不符合實(shí)際情況。其次,當(dāng)前的蝸殼型線設(shè)計(jì)方法缺少對蝸殼截面積大小在圓周方法上分布的控制并且沒能對蝸舌位置及蝸舌間隙大小進(jìn)行確定。本文提出一種控制周向截面積分布的設(shè)計(jì)方法對某前彎式離心風(fēng)機(jī)蝸殼型線進(jìn)行優(yōu)化。該方法將優(yōu)化算法與數(shù)值模擬分析相結(jié)合,在僅改變蝸殼型線的前提下,將蝸殼型線設(shè)計(jì)參數(shù)化并建立多組模型,使用數(shù)值模擬對離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行三維數(shù)值計(jì)算并對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。將效率不減、全壓最大作為優(yōu)化目標(biāo),對蝸殼型線設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)。結(jié)果表明,合理的蝸殼周向截面積分布方式能明顯改善風(fēng)機(jī)性能。優(yōu)化后蝸殼改善了風(fēng)機(jī)葉輪出口處的流場結(jié)構(gòu),增加了該處的氣流速度并減小了氣流角,使得風(fēng)機(jī)全壓提升8.46%,風(fēng)機(jī)效率提高1.15%。對優(yōu)化前后風(fēng)機(jī)進(jìn)行噪聲預(yù)測,利用FLUENT對比兩組風(fēng)機(jī)的寬頻噪聲,采用間接邊界元法分別對優(yōu)化前后風(fēng)機(jī)進(jìn)行近、遠(yuǎn)場噪聲對比�？砂l(fā)現(xiàn),優(yōu)化蝸殼型線能夠有效降低風(fēng)機(jī)氣動噪聲。
【圖文】：

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文多翼離心風(fēng)機(jī)蝸舌區(qū)域附近流場，減少蝸舌附近的旋渦，提高風(fēng)機(jī)全壓并降動噪聲。王企鯤、戴韌等[21]采用時均 N-S 方程和 Baldwin-Lomax 湍流模型，，面蝸殼風(fēng)機(jī)進(jìn)行模擬研究。結(jié)果表明，蝸殼徑向截面內(nèi)存在著旋向相反的渦會隨著截面位置與風(fēng)機(jī)工況產(chǎn)生變化。其趨勢是隨著流量的增加，渦對強(qiáng)度大強(qiáng)度旋渦會造成粘性耗散使得風(fēng)機(jī)總壓下降。

蝸殼 (b)圓截面非對稱蝸殼 (c)方截面非對圖 1-2 蝸殼截面形狀[23]劉輝[25]等采用三維數(shù)值模擬的方法對多翼離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行計(jì)機(jī)葉輪出口（蝸殼進(jìn)口）處流動參數(shù)沿周向的分布情況。種具有二次間隙的新型蝸殼。結(jié)合模擬計(jì)算與試驗(yàn)研究了：具有二次間隙的蝸殼能夠改善多翼離心風(fēng)機(jī)內(nèi)流場情況提升風(fēng)機(jī)壓力。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH432

【參考文獻(xiàn)】

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1 曹安國;吳亞東;劉鵬寅;杜朝輝;;基于改進(jìn)Kriging代理模型的自適應(yīng)序列優(yōu)化算法在離心壓縮機(jī)蝸殼設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J];動力工程學(xué)報;2015年07期

2 宋寶軍;謝文霞;;離心風(fēng)機(jī)蝸殼型線設(shè)計(jì)方法探討[J];應(yīng)用能源技術(shù);2015年01期

3 酈琦;劉鵬寅;;采用Kriging代理模型的蝸殼優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];礦冶工程;2014年06期

4 劉小民;李爍;;仿

本文編號：2689145