本文關(guān)鍵詞：多翼離心風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)

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【摘要】：隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展,風(fēng)機(jī)產(chǎn)品在各行業(yè)中得到了越來越廣泛的運(yùn)用,包括冶金行業(yè)的氧氣頂吹煉鋼、國防工業(yè)的航空風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)、民用的吸油煙機(jī)等。家用吸油煙機(jī)的風(fēng)機(jī)采用了多翼離心風(fēng)機(jī)。由于風(fēng)機(jī)理論目前還不完善,風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場復(fù)雜又不可見,很難準(zhǔn)確描述,很多設(shè)計(jì)參數(shù)也仍依賴于經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),風(fēng)機(jī)性能也依賴以實(shí)驗(yàn)測試,特別是家用吸油煙機(jī)風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì),使用工況更復(fù)雜,能夠開發(fā)出一套空氣性能較佳的家用吸油煙機(jī)多翼離心風(fēng)機(jī)就非常有意義,即能降低開發(fā)成本和節(jié)約開發(fā)時(shí)間,又能提高產(chǎn)品市場競爭力,占領(lǐng)更多的市場份額。本文主要研究內(nèi)容為:(1)多翼離心風(fēng)機(jī)總體設(shè)計(jì)。闡明了多翼離心風(fēng)機(jī)的基本理論及其應(yīng)用,論述了吸油煙機(jī)設(shè)計(jì)采用多翼離心風(fēng)機(jī)的依據(jù),并建立了一套多翼離心風(fēng)機(jī)開發(fā)流程。(2)多翼離心風(fēng)機(jī)初步設(shè)計(jì)。通過對多翼離心風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的理論計(jì)算,初步確定多翼離心風(fēng)機(jī)原型機(jī)各零部件的幾何尺寸及電機(jī)功率要求等,如葉輪、蝸殼、電機(jī)功率等,不過其過程中很多需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)或經(jīng)驗(yàn)公式修正。(3)多翼離心風(fēng)機(jī)CFD仿真計(jì)算。通過對多翼離心風(fēng)機(jī)原型機(jī)進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算,不僅可以獲得原型機(jī)定轉(zhuǎn)速下的空氣性能參數(shù)、P-Q曲線、η-Q曲線以及寬帶噪聲源模型下A聲功率級噪音等,同時(shí)也可以形象地表示原型機(jī)內(nèi)部流場的狀態(tài),包括各個(gè)區(qū)域,各個(gè)平面、壁面上的壓力大小、速度大小和方向、流線、噪音等,通過以上參數(shù)可以基本了解原型機(jī)流動狀態(tài)最差的位置、噪音最大的區(qū)域、渦流存在的區(qū)域等,這樣就找出原型機(jī)的薄弱點(diǎn),為進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考。(4)多翼離心風(fēng)機(jī)DOE優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過對多翼離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行DOE優(yōu)化設(shè)計(jì),將16種隨機(jī)組合數(shù)值模擬結(jié)果代替實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果進(jìn)行7因子兩水平DOE優(yōu)化分析,就可以獲得風(fēng)機(jī)各因子重要度的排列順序和風(fēng)機(jī)性能關(guān)于7因子的回歸方程以及其128(72)種任意組合的產(chǎn)品性能,當(dāng)然也可以獲得最佳的因子組合。很大程度地節(jié)省了風(fēng)機(jī)的樣品制作費(fèi)用和節(jié)約了實(shí)驗(yàn)測試時(shí)間。(5)多翼離心風(fēng)機(jī)實(shí)驗(yàn)研究。通過對多翼離心風(fēng)機(jī)實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果表明,優(yōu)化風(fēng)機(jī)比原型機(jī)有明顯的性能優(yōu)勢,并且風(fēng)機(jī)空氣性能參數(shù)的變化規(guī)律與數(shù)值模擬的結(jié)果也是一致的,進(jìn)一步證明可以用數(shù)值模擬代替一部分實(shí)驗(yàn)是可行的。
【關(guān)鍵詞】：多翼離心風(fēng)機(jī) 數(shù)值模擬 優(yōu)化設(shè)計(jì) 性能
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH432
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 研究背景與意義11
• 1.2 研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 離心風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 風(fēng)機(jī)內(nèi)流場數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)方法和仿真方法研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 研究內(nèi)容和技術(shù)路線15-17
• 第2章 多翼離心風(fēng)機(jī)總體設(shè)計(jì)及理論計(jì)算17-33
• 2.1 多翼離心風(fēng)機(jī)基本理論及其應(yīng)用分析17-18
• 2.1.1 多翼離心風(fēng)機(jī)基本原理17
• 2.1.2 多翼離心風(fēng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)17-18
• 2.1.3 多翼離心風(fēng)機(jī)在吸油煙機(jī)中的應(yīng)用分析18
• 2.2 多翼離心風(fēng)機(jī)總體設(shè)計(jì)18-25
• 2.2.0 多翼離心風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)原則18-19
• 2.2.1 葉輪設(shè)計(jì)19-21
• 2.2.2 蝸殼設(shè)計(jì)21-22
• 2.2.3 集流器選取22-23
• 2.2.4 流場數(shù)值模擬23-24
• 2.2.5 優(yōu)化設(shè)計(jì)24
• 2.2.6 多翼離心風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)流程圖24-25
• 2.3 風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算25-31
• 2.3.1 風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)需求25
• 2.3.2 初始條件和環(huán)境參數(shù)25-26
• 2.3.3 葉輪計(jì)算26-28
• 2.3.4 蝸殼計(jì)算28-30
• 2.3.5 風(fēng)機(jī)軸功率計(jì)算30-31
• 2.4 風(fēng)機(jī)初步設(shè)計(jì)計(jì)算方案總結(jié)31-33
• 第3章 多翼離心風(fēng)機(jī)CFD仿真計(jì)算33-53
• 3.1 計(jì)算流體力學(xué)概述33-34
• 3.2 多翼離心風(fēng)機(jī)CFD仿真計(jì)算34-52
• 3.2.1 建立模型34-38
• 3.2.2 劃分網(wǎng)格38-40
• 3.2.3 仿真求解40-52
• 3.3 風(fēng)機(jī)仿真分析與總結(jié)52-53
• 第4章 多翼離心風(fēng)機(jī)DOE優(yōu)化設(shè)計(jì)53-75
• 4.1 DOE優(yōu)化設(shè)計(jì)概述53-54
• 4.1.1 DOE概述53
• 4.1.2 DOE優(yōu)化結(jié)果53-54
• 4.1.3 DOE優(yōu)化的應(yīng)用步驟54
• 4.1.4 DOE軟件概述54
• 4.2 設(shè)定優(yōu)化參數(shù)及其相應(yīng)水平值54-56
• 4.3 十六種優(yōu)化風(fēng)機(jī)模型數(shù)值模擬56-74
• 4.3.1 十六種優(yōu)化風(fēng)機(jī)模型幾何建模56-57
• 4.3.2 十六種優(yōu)化風(fēng)機(jī)模型網(wǎng)格劃分57-58
• 4.3.3 十六種優(yōu)化風(fēng)機(jī)模型數(shù)值計(jì)算58-62
• 4.3.4 DOE優(yōu)化分析62-73
• 4.3.5 最終優(yōu)化方案數(shù)值模擬分析73-74
• 4.4 DOE優(yōu)化設(shè)計(jì)分析總結(jié)74-75
• 第5章 多翼離心風(fēng)機(jī)實(shí)驗(yàn)研究75-84
• 5.1 風(fēng)機(jī)測試設(shè)備概述75-77
• 5.1.1 風(fēng)機(jī)空氣性能實(shí)驗(yàn)設(shè)備及測試方法75-76
• 5.1.2 風(fēng)機(jī)噪音設(shè)備及測試方法76-77
• 5.2 原型機(jī)和優(yōu)化后兩種風(fēng)機(jī)模型測試77-82
• 5.2.1 風(fēng)機(jī)空氣性能測試77-81
• 5.2.2 風(fēng)機(jī)噪音測試81-82
• 5.3 風(fēng)機(jī)實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果對比分析82-83
• 5.3.1 原型機(jī)和優(yōu)化風(fēng)機(jī)對比分析82
• 5.3.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與數(shù)值數(shù)據(jù)對比分析82-83
• 5.4 實(shí)驗(yàn)測試小結(jié)83-84
• 第6章 總結(jié)與展望84-86
• 6.1 總結(jié)84-85
• 6.2 展望85-86
• 附錄86-95
• 參考文獻(xiàn)95-97
• 致謝97

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