地鐵專用軸流風機是地鐵車站和隧道區(qū)間內(nèi)通風的主要設備,它具有流量大、功率大和壓頭高等特點,是地鐵空調(diào)系統(tǒng)的主要耗能設備,因此它的各項性能指標備受人們關注。地鐵軸流風機的設計很大程度上要依賴試驗,但是一次試驗要消耗很大的人力物力,因此,設計成本相對較高。如果采用數(shù)值模擬的方法對地鐵軸流風機的流場進行模擬,得出指導性和方向性的結(jié)果,可以幫助選擇性能最佳的設計方案,具有明顯的應用價值和經(jīng)濟效益。 本課題利用CFD商用軟件Fluent6.1,該軟件的計算方法是利用有限體積法,假設定常條件,采用k-ε雙方程湍流模型,SIMPLE算法。本課題利用該軟件對地鐵軸流風機的速度場、壓力場以及風機在不同轉(zhuǎn)速和安裝角度下的速度場和壓力場進行模擬,并著重對出口回流區(qū),壓力場,速度場和矢量場等進行討論,找出模擬結(jié)果與試驗結(jié)果存在的差別之處,然后進行分析。分析結(jié)果表明,模擬結(jié)果與實驗結(jié)果基本吻合,尤其是額定工況下的風量和風壓,十分的接近,這說明數(shù)值模擬的結(jié)果是可信的,對設計可以起到指導性的作用。 在此基礎上通過大量的模擬計算和數(shù)據(jù)整理分析出風機的葉片數(shù),轉(zhuǎn)速,風帽的形狀,以及葉片安裝角度等因素對風機性能的影響效果,尤其是當風機在兩種或兩種以上工況下運行時,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)出如何使風機在不同工況下運行時總能夠保持工作點處于高效率區(qū)。由于本次研究處于風機的研發(fā)階段,所以無法與實際的工程運行相聯(lián)系,而且無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)論進行實際驗證與校核,從而可以得出一套較為完善的風機調(diào)節(jié)方案。 本文在風機建模領域有一定的創(chuàng)新,在前人經(jīng)驗的基礎上,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。
【學位單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2007
【中圖分類】：TH432.1
【部分圖文】：

第二章 風機模型的建立及數(shù)值模擬2.1 物理模型的建立2.1.1 風機結(jié)構(gòu)的基本參數(shù)（1） 輪轂直徑：860mm；（2） 風帽形狀和尺寸：采用半圓形風帽，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：見圖 3-1。

圖 2-2 分離解方法流程圖耦合解方法求解器原來用于 RAMPANT。該方法同時解連續(xù)性、動量、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）。因為控制方程是非線以在獲取收斂解之前需要進行適當?shù)慕庋h(huán)的迭代。組成每一圖，現(xiàn)概括如下：前解的基礎上更新流體屬性（如果剛剛開始計算則用初始解來解連續(xù)性、動量、能量和組分輸運方程；當?shù)牡胤�，用前面更新的其它變量的�?shù)值解出如湍流和及輻射含相間耦合時，可以用離散相軌跡計算來更新連續(xù)相的源項；設定的方程的收斂性。收斂判據(jù)才會結(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用于 RAMPANT。該方法同時解連續(xù)性、動量、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）。因為控制方程是非線性在獲取收斂解之前需要進行適當?shù)慕庋h(huán)的迭代。組成每一步圖，現(xiàn)概括如下：解的基礎上更新流體屬性（如果剛剛開始計算則用初始解來更連續(xù)性、動量、能量和組分輸運方程；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，可以用離散相軌跡計算來更新連續(xù)相的源項；定的方程的收斂性。收斂判據(jù)才會結(jié)束上述步驟。
【引證文獻】

相關碩士學位論文 前2條

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

2 李楠;軸流通風機葉片切割性能的研究[D];東北大學;2010年

本文編號：2867490