【摘要】： 噴霧軸流風(fēng)機(jī)主要應(yīng)用于對濕度要求較高的大型紡織企業(yè),在講究節(jié)能高效的今天,其流量,壓力、效率等指標(biāo)倍受關(guān)注。噴霧軸流風(fēng)機(jī)的設(shè)計很大程度上依賴于試驗,設(shè)計成本較高,如果能采用數(shù)值模擬的方法計算內(nèi)部流場,預(yù)先得出風(fēng)機(jī)的各項性能指標(biāo),再反復(fù)改變各項參數(shù),最終得到性能較好的設(shè)計,就可以減少建模費用,降低生產(chǎn)成本,具有顯著的經(jīng)濟(jì)意義。 本文根據(jù)噴霧軸流風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù),在FLUENT前處理軟件GAMBIT中完成建模和網(wǎng)格劃分工作,確定計算域和邊界條件,將網(wǎng)格導(dǎo)入FLUENT,采用SIMPLE算法和Realizablek-ε湍流模型,非耦合隱式求解器,求解三維時均雷諾N-S方程,計算出噴霧軸流風(fēng)機(jī)的氣流流場,通過改變風(fēng)機(jī)的輸入?yún)?shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù),如;風(fēng)量,葉輪轉(zhuǎn)速,安裝角等進(jìn)行流場計算,得到了風(fēng)機(jī)效率同風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)聯(lián);并與實驗值進(jìn)行對比,結(jié)果相對吻合較好。在此基礎(chǔ)上在風(fēng)機(jī)進(jìn)口處設(shè)置噴嘴,運用Mixture混合模型,選擇了壓力-旋流霧化模型,計算氣液兩相流的內(nèi)部流場。并對氣流場和氣液兩相流場就其全壓、效率、噪聲等方面做了分析,從結(jié)果來看,按照氣流場結(jié)果設(shè)計,在此基礎(chǔ)上加入液相的方法在設(shè)計上是可用的。此外,本文還利用FLUENT軟件中氣動噪聲模塊對風(fēng)機(jī)噪聲進(jìn)行了預(yù)估計算,建立了軸流風(fēng)機(jī)噪聲預(yù)估模型,并結(jié)合性能及幾何參數(shù),對風(fēng)機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化降噪。優(yōu)化后的風(fēng)機(jī)在效率提高3.43%時,噪聲僅增加了2.3457dB,優(yōu)于傳統(tǒng)的通過提高轉(zhuǎn)速來增加效率時所增加的噪聲值(5.28dB)。 本文所做的工作為噴霧軸流風(fēng)機(jī)建立了一套較為完善的設(shè)計和優(yōu)化程序,提高了其經(jīng)濟(jì)性。另外也在復(fù)雜模型的建立和簡化,網(wǎng)格的生成,計算模型的采用等方面做了一些有益的探索,希望能對相似類型的數(shù)值模擬問題提供借鑒。
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TH432.1
【圖文】：

被稱為一次分割。飛出擋水板的水幕在風(fēng)機(jī)壓力的作用下和被輸送的空氣結(jié)合，并沖向高速旋轉(zhuǎn)的葉輪葉片，被葉片打擊破碎，形成細(xì)小水顆粒一霧。霧的形成被稱為二次分割。噴霧軸流通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)原理如圖1一1所示:一一叫叫叫叫 lllll，到 到 }}}}}}}}}圖1一1噴霧軸流風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)是以軸流式噴霧風(fēng)機(jī)為主機(jī)，由淋水段、擋水排、水池、送風(fēng)回管、空氣和水的過濾設(shè)備以及空氣加熱設(shè)備組成的全功能空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。軸流式噴霧風(fēng)機(jī)注入普通工業(yè)用水可以完成送風(fēng)和等焙加濕。在需要減焙冷卻季節(jié)，可以在噴霧風(fēng)機(jī)內(nèi)注入一定的冷凍水量，當(dāng)計算用冷凍水量超過風(fēng)機(jī)額定水量，則另加1~2個噴排以滿足減燴冷卻要求。與普通送風(fēng)風(fēng)機(jī)相比具有很大的優(yōu)勢�？諝庾鳛橐环N介質(zhì)，如與等溫水相遇，則水分子與空氣進(jìn)行濕交換，完成送風(fēng)與

計算精度計算時間網(wǎng)格數(shù)量圖3一1精度和時間隨網(wǎng)格數(shù)量的變化圖3一1中的曲線1表示流場中的速度隨網(wǎng)格數(shù)量變化而收斂精度變化的一般曲線。曲線2表示計算時間隨網(wǎng)格數(shù)量變化而變化的曲線�？梢钥闯�:在網(wǎng)格數(shù)量較少時，增加網(wǎng)格數(shù)目可以使計算精度明顯提高，而計算時間不會有明顯的提高。當(dāng)網(wǎng)格數(shù)量提高到一定程度后，隨著網(wǎng)格數(shù)量的提高，精度變化不大，而消耗計算時間卻顯著提高。這時候，再繼續(xù)增加網(wǎng)格數(shù)意義已經(jīng)不大了。在網(wǎng)格生成上面，在進(jìn)行實際問題的模擬時，要經(jīng)過反復(fù)的調(diào)試和比較，才能獲得適合于所計算的具體問題的網(wǎng)格�？梢哉f高質(zhì)量的網(wǎng)格是實現(xiàn)數(shù)值模擬成功的首要條件，過密或過疏的網(wǎng)格都是應(yīng)該避免的。過疏的網(wǎng)格往往導(dǎo)致得出不精確甚至完全錯誤的解，在一定情況下使計算結(jié)果不收斂。而過密的網(wǎng)格使得計算量大幅度的增加，對計算機(jī)的硬件要求較高，計算時間也較長。一般情況下，我們對微分方程的求解給出的都是近似解

東華大學(xué)碩士學(xué)位論文口，適當(dāng)調(diào)整入口和出口的中心線位置，定義葉片的數(shù)目，就可以生成一個透平體單位，如圖3一2所示。值得注意的是GAM[BIT工具中的Turbo命令組有很多功能，你可以根據(jù)需要改變里面的功能鍵，包括旋轉(zhuǎn)，扭動，定義葉片尖間距，調(diào)整葉片的扭轉(zhuǎn)角度等等。圖3一2生成的透平體圖生成透平體后的主要工作是劃分網(wǎng)格。我們知道無論是流體機(jī)械還是別的實體，都存在近壁區(qū)的流動問題，為了使近壁區(qū)的流動問題更加真實，我們先運用Turbo命令組里的邊界層設(shè)置工具將葉片的邊界進(jìn)行局部加密，再對葉片的各邊進(jìn)行網(wǎng)格劃分，然后對葉片各面劃分面網(wǎng)格，最后對透平體進(jìn)行體網(wǎng)格劃分。最終生成約70萬四面體非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，如圖3一3為在FLUENT中生成的網(wǎng)格，經(jīng)檢查

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本文編號：2758129