本文關鍵詞：短風筒軸流風機非穩(wěn)態(tài)旋轉流場研究

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【摘要】：短風筒軸流風機在生產生活中應用廣泛。由于風機的進出口風筒均較短,葉輪工作造成流場旋轉和波動,導致風量和斷面風壓測量存在較大困難。研究短風筒內波動流場的壓力和流速分布規(guī)律對于指導風量和斷面風壓的測量具有重要意義。通過實驗測量了某型號軸流風機在短風筒內葉輪前壁面靜壓和風筒出口截面不同半徑處動壓,按實驗條件構建了數值模型,分析了流場中多個截面不同半徑處壓力和流向角的波動規(guī)律、周期性影響因素以及在風筒徑向和軸向上的分布。研究了截面平均壓力與壁面壓力之間的關系及其在風筒軸向方向上的變化規(guī)律。該型號風機的直徑為2.4m,4個葉片,轉速為300r/min。風筒長度2.485m,其中葉輪入口前0.6m,入口后1.885m。研究表明,在旋轉葉輪的作用下,短風筒內流場中多個截面上不同半徑處的壓力都表現出周期性波動,波動周期相同,軸向方向上離葉輪越近的地方,波動幅值越大。對波動頻率進行分析,發(fā)現線性譜上峰值最大的頻率與轉速和葉片數的乘積有關;風筒內葉輪入口前,各截面的波動壓力峰、谷值徑向分布在0.83R(R為風筒半徑)附近出現最低值;整個風筒內,多個截面上不同半徑處流向角具有一致的周期性,離葉輪區(qū)域軸向距離越遠的地方,波動幅值越小。葉輪入口后距離0.5D(D為風筒直徑)截面上,軸向、徑向、周向三個流向角波動幅度皆小于5°。研究發(fā)現,葉輪入口前,截面平均壓力與壁面壓力的比值在0.9左右。葉輪入口后距離大于0.5D的地方,截面平均壓力和壁面壓力的比值穩(wěn)定在1.2左右。
【關鍵詞】：短風筒 軸流風機 數值模擬 旋轉流場 風壓
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH432.1
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-7
• 1 緒論7-17
• 1.1 研究背景和意義7-9
• 1.2 國內外研究現狀9-15
• 1.2.1 旋轉流場測壓測速現狀及發(fā)展9-12
• 1.2.2 數值計算技術發(fā)展及研究現狀12-15
• 1.3 本文所做工作15-17
• 2 風筒內流場實驗17-21
• 2.1 試驗裝置及方法17-19
• 2.2 實驗結果19-20
• 2.3 本章小結20-21
• 3 數值模型建立及結果驗證21-35
• 3.1 數值模型21-22
• 3.2 流體力學基本控制方程22-23
• 3.3 湍流模型23-27
• 3.4 離散格式及求解方法27-30
• 3.4.1 離散方法27-28
• 3.4.2 離散格式28-29
• 3.4.3 求解方法選擇29-30
• 3.5 計算條件設置30
• 3.6 網格劃分30-32
• 3.7 數值模型驗證32-34
• 3.7.1 數值結果正確性驗證32-34
• 3.7.2 入口大空間合理性驗證34
• 3.8 本章小結34-35
• 4 風機內流場及非穩(wěn)態(tài)壓力分析35-65
• 4.1 風機內流場分析35-42
• 4.1.1 風機內流場速度分布35-40
• 4.1.2 風機內流場壓力分布40-42
• 4.2 風筒前后非穩(wěn)態(tài)壓力研究42-50
• 4.2.1 入口風筒截面壓力分析43-45
• 4.2.2 出口風筒截面壓力分析45-48
• 4.2.3 壓力波動周期分析48-50
• 4.3 各截面峰谷壓力徑向分布50-54
• 4.4 風筒內各截面平均壓力54-59
• 4.4.1 面積平均54-55
• 4.4.2 平均壓力波動分析55-57
• 4.4.3 截面平均壓力峰谷值57-59
• 4.5 平均壓力與壁面壓力的關系59-64
• 4.6 本章小結64-65
• 5 風筒內非穩(wěn)態(tài)速度研究65-77
• 5.1 研究方法及定義65-66
• 5.1.1 速度分量及流向角定義65-66
• 5.1.2 流向角時均值定義66
• 5.2 流向角非穩(wěn)態(tài)波動情況分析66-72
• 5.2.1 入口風筒流向角66-69
• 5.2.2 出口風筒流向角69-72
• 5.3 流向角沿風機軸向變化72-75
• 5.4 本章小結75-77
• 6 結論與展望77-79
• 6.1 全文研究工作總結77
• 6.2 研究展望77-79
• 致謝79-81
• 參考文獻81-83

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本文編號：698664