發(fā)布時(shí)間：2020-11-02 19:51

　　 地鐵專用軸流風(fēng)機(jī)是地鐵車(chē)站和隧道區(qū)間內(nèi)通風(fēng)的主要設(shè)備,它具有流量大、功率大和壓頭高等特點(diǎn),是地鐵空調(diào)系統(tǒng)的主要耗能設(shè)備,因此它的各項(xiàng)性能指標(biāo)備受人們關(guān)注。地鐵軸流風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)很大程度上要依賴試驗(yàn),但是一次試驗(yàn)要消耗很大的人力物力,因此,設(shè)計(jì)成本相對(duì)較高。如果采用數(shù)值模擬的方法對(duì)地鐵軸流風(fēng)機(jī)的流場(chǎng)進(jìn)行模擬,得出指導(dǎo)性和方向性的結(jié)果,可以幫助選擇性能最佳的設(shè)計(jì)方案,具有明顯的應(yīng)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。 本課題利用CFD商用軟件Fluent6.1,該軟件的計(jì)算方法是利用有限體積法,假設(shè)定常條件,采用k-ε雙方程湍流模型,SIMPLE算法。本課題利用該軟件對(duì)地鐵軸流風(fēng)機(jī)的速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)以及風(fēng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速和安裝角度下的速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)進(jìn)行模擬,并著重對(duì)出口回流區(qū),壓力場(chǎng),速度場(chǎng)和矢量場(chǎng)等進(jìn)行討論,找出模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果存在的差別之處,然后進(jìn)行分析。分析結(jié)果表明,模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合,尤其是額定工況下的風(fēng)量和風(fēng)壓,十分的接近,這說(shuō)明數(shù)值模擬的結(jié)果是可信的,對(duì)設(shè)計(jì)可以起到指導(dǎo)性的作用。 在此基礎(chǔ)上通過(guò)大量的模擬計(jì)算和數(shù)據(jù)整理分析出風(fēng)機(jī)的葉片數(shù),轉(zhuǎn)速,風(fēng)帽的形狀,以及葉片安裝角度等因素對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響效果,尤其是當(dāng)風(fēng)機(jī)在兩種或兩種以上工況下運(yùn)行時(shí),通常不能總是處于高效率區(qū)的現(xiàn)象作出研究,從而總結(jié)出如何使風(fēng)機(jī)在不同工況下運(yùn)行時(shí)總能夠保持工作點(diǎn)處于高效率區(qū)。由于本次研究處于風(fēng)機(jī)的研發(fā)階段,所以無(wú)法與實(shí)際的工程運(yùn)行相聯(lián)系,而且無(wú)法得到具體的管路阻力特性曲線,在這種情況下,只能做出定性的分析。今后具備條件后,可以根據(jù)得出的結(jié)論進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證與校核,從而可以得出一套較為完善的風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)方案。 本文在風(fēng)機(jī)建模領(lǐng)域有一定的創(chuàng)新,在前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,增加了由面網(wǎng)格生成體網(wǎng)格的方法,不僅減少了網(wǎng)格的總數(shù)量,而且增加了模擬數(shù)據(jù)的真實(shí)性,另外,在如何調(diào)節(jié)欠松弛因子方面頗有心得,可以為以后的模擬提供一定的借鑒。
【學(xué)位單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2007
【中圖分類】：TH432.1
【部分圖文】：

第二章 風(fēng)機(jī)模型的建立及數(shù)值模擬2.1 物理模型的建立2.1.1 風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)的基本參數(shù)（1） 輪轂直徑：860mm；（2） 風(fēng)帽形狀和尺寸：采用半圓形風(fēng)帽，直徑與輪轂直徑相同，為 860mm；（3） 葉輪直徑：2000mm；（4） 葉輪與筒壁之間的間隙：5mm；（5） 葉型資料：見(jiàn)圖 3-1。

圖 2-2 分離解方法流程圖耦合解方法求解器原來(lái)用于 RAMPANT。該方法同時(shí)解連續(xù)性、動(dòng)量、能量制方程（即：耦合在一起）。然后分離解方法中的分離求解器控制方程（即：和耦合方程是分離的）。因?yàn)榭刂品匠淌欠蔷�以在獲取收斂解之前需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕庋h(huán)的迭代。組成每一圖，現(xiàn)概括如下：前解的基礎(chǔ)上更新流體屬性（如果剛剛開(kāi)始計(jì)算則用初始解來(lái)解連續(xù)性、動(dòng)量、能量和組分輸運(yùn)方程；當(dāng)?shù)牡胤剑们懊娓碌钠渌兞康臄?shù)值解出如湍流和及輻射含相間耦合時(shí)，可以用離散相軌跡計(jì)算來(lái)更新連續(xù)相的源項(xiàng)；設(shè)定的方程的收斂性。收斂判據(jù)才會(huì)結(jié)束上述步驟。

圖 2-2 分離解方法流程圖合解方法求解器原來(lái)用于 RAMPANT。該方法同時(shí)解連續(xù)性、動(dòng)量、能量以制方程（即：耦合在一起）。然后分離解方法中的分離求解器程控制方程（即：和耦合方程是分離的）。因?yàn)榭刂品匠淌欠蔷�性在獲取收斂解之前需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕庋h(huán)的迭代。組成每一步圖，現(xiàn)概括如下：解的基礎(chǔ)上更新流體屬性（如果剛剛開(kāi)始計(jì)算則用初始解來(lái)更連續(xù)性、動(dòng)量、能量和組分輸運(yùn)方程；的地方，用前面更新的其它變量的數(shù)值解出如湍流和及輻射等相間耦合時(shí)，可以用離散相軌跡計(jì)算來(lái)更新連續(xù)相的源項(xiàng)；定的方程的收斂性。收斂判據(jù)才會(huì)結(jié)束上述步驟。
【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 章嘉麟;基于并行遺傳算法的葉輪機(jī)葉片優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];南京航空航天大學(xué);2009年

2 李楠;軸流通風(fēng)機(jī)葉片切割性能的研究[D];東北大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2867490