吸油煙機作為廚房“設施電器化”必備配置之一越來越受到人們的青睞,且越來越成為人們生活的必需品。本文針對吸油煙機的兩個主要設備:集煙器和多葉離心風機系統(tǒng)采用CFD方法進行研究。 利用計算流體力學的方法以流量最大、損失最小以及外觀最佳為目標通過改變集煙器的可變參數(shù)對其結構進行優(yōu)化設計,分析了其內部的流場,對比計算了流量和壓力損失,得到了氣動性能佳結構美觀的集煙器。 本文選取了兩種類型的多葉離心式通風機的各9種實驗工況用于建立數(shù)值模擬的原始物理模型。以三維時均N-S方程為基礎、選取了標準κ—ε以及RNGκ—ε兩方程湍流模型,采用SIMPLE算法,近壁區(qū)的處理采用了標準壁面函數(shù)法,轉動的葉輪部分和靜止的其它部分采用了“凍結轉子”法進行耦合求解,對模型1、2的共18種工況進行數(shù)值模擬。完成了兩部分的工作,其一比較了兩種湍流模型的計算精度,分析了誤差的來源;其二分析了多葉離心式通風機內部的葉輪流道中的二次渦、葉片吸力面的氣體分離、蝸殼中的二次渦、葉輪與集流器之間的間隙流等流動現(xiàn)象以及其在不同工況下的變化規(guī)律。

【文章頁數(shù)】：118 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
目錄
1、緒論
    1.1 研究問題的提出
    1.2 吸油煙機集煙器研究現(xiàn)狀
    1.3 吸油煙機多葉離心式通風機系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 集流器研究
        1.3.2 多葉離心式通風機葉輪結構、葉片翼型研究
        1.3.3 蝸殼結構及其對內流的研究
        1.3.4 電機及其對內流的影響
        1.3.5 多葉離心式通風機的噪聲與振動研究
        1.3.6 多葉風機整機流場的研究
    1.4 本文的主要工作
2、吸油煙機集煙器和多葉風機CFD基本理論
    2.1 引言
    2.2 流動控制方程
        2.2.1 慣性坐標系中的控制方程
        2.2.2 旋轉坐標系中的控制方程
    2.3 湍流模型的介紹和選擇
        2.3.1 直接數(shù)值模擬(DNS)
        2.3.2 Reynolds平均法
        2.3.3 大渦模擬(LES)
        2.3.4 本文的湍流模型選擇
    2.4 離散方法
    2.5 有限體積法所使用的網(wǎng)格
    2.6 離散格式的選用
    2.7 SIMPLE算法的基本思想
    2.8 在近壁區(qū)使用κ-ε模型的問題及對策
    2.9 小結
3、集煙器設計及變參數(shù)流場數(shù)值模擬
    3.1 集煙器原始模型的結構設計及變參數(shù)的數(shù)值模擬
        3.1.1 集煙器的原型設計
        3.1.2 集煙器原型固定結構參數(shù)確定及可變參數(shù)的初步確定
        3.1.3 集煙器原型數(shù)值模擬
        3.1.4 集煙器原型流場流場可視化分析
        3.1.5 集煙器原型L₁=300mm，L₂=150mm的流動分析
        3.1.6 流量和壓力損失的計算
        3.1.7 集煙器原型改變L₁和L₂的數(shù)值模擬比較
    3.2 集煙器改進模型的結構設計及變參數(shù)的數(shù)值模擬
        3.2.1 集煙器改進型的結構參數(shù)
        3.2.2 十種模型流量和壓力損失的計算和對比
        3.2.3 改進模型中d=0mm，θ=45°的流場可視化
        3.2.4 改進模型中d=0mm，θ=45°的流場分析
4、吸油煙機多葉離心式通風機的變工況的數(shù)值模擬
    4.1 多葉離心式通風機的數(shù)值模擬過程
    4.2 多葉離心式通風機的結構參數(shù)及Pro/e造型
    4.3 多葉離心式通風機數(shù)值模擬的工況
    4.4 多葉離心式通風機的網(wǎng)格生成
        4.4.1 選擇合理的網(wǎng)格類型
        4.4.2 控制網(wǎng)格質量
        4.4.3 多葉離心式通風機的網(wǎng)格
    4.5 多葉離心式通風機的數(shù)值模擬設置
        4.5.1 湍流模型的選用和比較
        4.5.2 計算所采用的算法
        4.5.3 靜止和旋轉區(qū)域模型的處理
        4.5.4 邊界條件的設置
        4.5.5 計算過程中所采用的收斂判定
5、計算結果分析
    5.1 不同湍流模型計算精度的比較
        5.1.1 不同湍流模型計算結果分析
        5.1.2 誤差原因分析
    5.2 模型1工況5的計算結果分析
        5.2.1 子午面的壓力和速度分布
        5.2.2 不同位置回轉面壓力和速度分布
        5.2.3 葉輪進出口速度分布
        5.2.4 葉輪內部的流動分析
        5.2.5 蝸殼不同截面上的壓力速度分布
        5.2.6 流場中流線顯示
    5.3 模型1的不同工況數(shù)值模擬的流場分析
        5.3.1 模型1三種不同工況子午面的流場分析
        5.3.2 模型1五種工況中心回轉面的流動分析
        5.3.3 模型1葉輪內部流動在不同流量下壓力速度分布
        5.3.4 模型1蝸殼內部二次渦在不同流量下的發(fā)展
    5.5 本章小結
6、總結與展望
參考文獻
碩士期間發(fā)表的論文



本文編號：3817677