對旋式軸流通風機在礦井通風和局部通風中起著重要的作用，但目前使用的對旋式軸流通風機效率較低、噪音大，如何設計出高效率、低噪音、高匹配的風機是人們研究的主要問題。因為風機的常規(guī)設計過程周期長、需經(jīng)樣機實驗、重復作業(yè)繁重、工作效率低，所以本文立足于現(xiàn)有計算流體力學方法，提出了對對旋風機的內(nèi)部流場的仿真模擬。利用仿真，為設計風機提供性能預測、模型篩選、參數(shù)變化對比等依據(jù)，以達到縮短設計周期、提高設計質(zhì)量的目的。 首先，本文討論了利用計算流體力學仿真風機流場的方法，分析對比了現(xiàn)有仿真途徑，然后給出針對對旋軸流風機的內(nèi)流模擬步驟，提出在利用Ansys有限元軟件的前提下進行仿真的方法。 其次，本文建立了風機內(nèi)流模擬的模型方程。本文采用三維雷諾平均的Navier—Stokes方程，以計算定常流場為主，用重整化群方法（RNG）的k—ε湍流模型進行封閉，推出了數(shù)值模型的控制方程；選用有限元法對控制方程進行了離散，把偏微分的控制方程離散成為代數(shù)方程組，并運用迭代法對離散后的控制方程進行數(shù)值求解。 最后，本文運用上述方法在ansys軟件環(huán)境下對一臺對旋式軸流通風機進行了內(nèi)流模擬，并與已知數(shù)據(jù)進行對比，驗證了仿真結果的正確性，分析了誤差的產(chǎn)生原因，總結了本課題的經(jīng)驗，提出了改進方法以及對后繼工作的展望。
【學位單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2004
【中圖分類】：TD441
【部分圖文】：

1 緒論（3）反風性好，一般動葉輪固定的風機，其反風量約為 40%，而對于二級反轉(zhuǎn)的來說，其反風量可達 60～70%。下面以 BDK 系列對旋式軸流風機[4]為例簡單介紹一下對旋式軸流風機的結構與。結構由集風器、一級風機、二級風機、擴散器、擴散塔等部分組成，（如圖 1.1）。其主要特點：（1）采用對旋式結構，一、二級風機葉輪相對安裝，旋轉(zhuǎn)方向相反，機翼形扭片、葉面也互為反向，省去了一般軸流風機的中后導葉裝置，降低了風機的阻力，了中、后導葉能量損失，提高了風機的效率。（2）可直接反轉(zhuǎn)反風，反風率高達 60%，不需另設反風道。

4 計算實例我們對該風機進行內(nèi)流的數(shù)值仿真，由于風機上的葉片呈軸向?qū)ΨQ形可以只對上下游各一個葉片通道進行仿真計算。我們將計算坐標系固，使計算坐標系同葉片一起繞風機的軸線轉(zhuǎn)動。計算坐標如下圖所示面坐標系，其中 x 軸是徑向坐標 R，y 軸是角度坐標 θ，z 軸是旋轉(zhuǎn)

葉片坐標的輸入
【引證文獻】

相關期刊論文 前1條

1 王永生;陳虎;劉建永;;軸流風機研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];裝備制造技術;2012年01期

相關碩士學位論文 前6條

1 馮秀麗;在旋轉(zhuǎn)中動葉可調(diào)的通風機轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的研究[D];山東科技大學;2005年

2 甄敏鋼;隧道用軸流風機性能模擬研究[D];天津大學;2006年

3 張利蓉;葉片彎曲對軸流風機內(nèi)部流場影響的數(shù)值模擬研究[D];遼寧工程技術大學;2007年

4 周侶勇;研究風機振動噪聲分析與數(shù)值模擬研究[D];武漢理工大學;2007年

5 駱子明;離心通風機三維流場數(shù)值仿真[D];大連交通大學;2007年

6 張紹全;對旋式軸流風力滅火機的氣動設計與性能研究[D];北京林業(yè)大學;2012年

本文編號：2871304