【摘要】：風(fēng)力通風(fēng)機(jī)由于不用電、無噪音、體積小、重量輕、安裝方便、可長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn),排出室內(nèi)的熱氣、濕氣和穢氣,以被廣泛應(yīng)用于工業(yè)廠房、商業(yè)和民用建筑中。從節(jié)約能源角度考慮,制造出高效率的風(fēng)力通風(fēng)機(jī)具有十分重要的意義。 本課題主要研究了風(fēng)力通風(fēng)機(jī)加入導(dǎo)葉片后對(duì)其通風(fēng)性能的影響,并設(shè)計(jì)了一種新型的導(dǎo)葉片,使通風(fēng)量增加,通風(fēng)效率有所提高；討論了自然風(fēng)風(fēng)速及渦輪轉(zhuǎn)速與通風(fēng)質(zhì)量流率的關(guān)系,有助于風(fēng)力通風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)。 本文針對(duì)導(dǎo)葉片在不同安裝角下的流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬。采用autoCAD軟件進(jìn)行實(shí)體繪型,導(dǎo)入GAMBIT軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分,再應(yīng)用CFD商用軟件FLUENT進(jìn)行流場(chǎng)的數(shù)值模擬。分別模擬了導(dǎo)葉片安裝角為15°、30°、45°、60°、75°、90°、105°和120°的整體模型的流場(chǎng),得出導(dǎo)葉片的最佳安裝角。采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型方程,壓力與速度的耦合采用SIMPLE算法,動(dòng)量、湍動(dòng)能、耗散率均采用二階迎風(fēng)格式離散。并與無導(dǎo)葉片條件下(無導(dǎo)葉片)整體模型流場(chǎng)進(jìn)行比較,加入導(dǎo)葉片后通風(fēng)性能有所增強(qiáng)。設(shè)計(jì)了一種新型的導(dǎo)葉片,使通風(fēng)量增大,提高了通風(fēng)效率。 對(duì)渦輪采用同樣的數(shù)值模擬方法,得出風(fēng)力通風(fēng)機(jī)速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)的分布規(guī)律。研究了自然風(fēng)風(fēng)速及渦輪轉(zhuǎn)速與通風(fēng)質(zhì)量流率的關(guān)系。同樣采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型方程,壓力與速度的耦合采用SIMPLE算法,對(duì)動(dòng)量、湍動(dòng)能、耗散率均采用二階迎風(fēng)格式離散。
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TK83
【圖文】：

及自然風(fēng)驅(qū)動(dòng)風(fēng)力通風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，使風(fēng)力通風(fēng)機(jī)內(nèi)部形成一種負(fù)壓狀態(tài)，加速將煙道內(nèi)煙氣排至室外，解決了因大風(fēng)和低氣壓時(shí)而引起的空氣倒灌，避免家中充滿油煙和異味。普通的風(fēng)力通風(fēng)機(jī)只有渦輪(圖1.1)。風(fēng)吹動(dòng)風(fēng)球旋轉(zhuǎn)，利用自然界空氣對(duì)流的原理，將任何平行方向的空氣流動(dòng)，加速并轉(zhuǎn)變?yōu)樽韵露洗怪钡目諝饬鲃?dòng)，以達(dá)到通風(fēng)的目的。本課題研究的風(fēng)力通風(fēng)機(jī)在普通的風(fēng)力通風(fēng)機(jī)入風(fēng)口加入導(dǎo)葉片(圖1.2)。導(dǎo)葉片隨風(fēng)球一起旋轉(zhuǎn)，其目的是通過導(dǎo)葉片的旋轉(zhuǎn)在其擾動(dòng)區(qū)產(chǎn)生負(fù)壓，從而增加了通風(fēng)量，提高了風(fēng)力通風(fēng)機(jī)的通風(fēng)效率。圖1.1風(fēng)力通風(fēng)機(jī)渦輪圖 Fig.1.1theturbineofturboventilator圖l.2風(fēng)力通乒吵L導(dǎo)時(shí)‘片圖 Fig.1.2thevaneofturboventilator風(fēng)力通風(fēng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn):1.無需電力，節(jié)能環(huán)保，可24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，無需人員操作;2.直接安裝于需要通風(fēng)的建筑屋頂，安裝簡(jiǎn)單方便;3.在自然風(fēng)和熱壓驅(qū)動(dòng)下持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)

本課題研究的導(dǎo)葉片其葉片長(zhǎng)nsmm，寬50mm。葉片鑲嵌在半徑為35mm圓柱形的輪軸上，沿周向均勻分布四片。葉片安裝角定義為葉片表面與圓柱形輪軸橫截面的夾角。應(yīng)用autoCADZ加4軟件繪出安裝角為150的導(dǎo)葉片如圖4.1所示:圖4.1安裝角為150的導(dǎo)葉片 Fig.4.115degreevaneoffixingangle將導(dǎo)葉片導(dǎo)入GAMBrr，在導(dǎo)葉片周圍建立一個(gè)高25mm，半徑為160mm的圓柱區(qū)域，與導(dǎo)葉片進(jìn)行差集便形成導(dǎo)葉片的流道區(qū)域(簡(jiǎn)稱導(dǎo)葉片區(qū))。分別在流道區(qū)域上下建立高為50mm和20mm的導(dǎo)葉片入口和出口風(fēng)道區(qū)域。風(fēng)力通風(fēng)機(jī)是安裝在屋頂上，直接裸露于室外空間，為了便于數(shù)值模擬，建立一個(gè)長(zhǎng)20(刃mm、寬10(刃mm、高500mm的風(fēng)道區(qū)域。流道左側(cè)矩形區(qū)域?yàn)樗惋L(fēng)口區(qū)域，右側(cè)矩形區(qū)域?yàn)槌鲲L(fēng)口區(qū)域。再建立一個(gè)高20(刃nlm、半徑為300mm的圓柱形區(qū)域模擬通風(fēng)空間。將矩形風(fēng)道區(qū)域與導(dǎo)葉片出口風(fēng)道區(qū)域合并成一個(gè)整體(簡(jiǎn)稱風(fēng)道區(qū))，通風(fēng)空間與導(dǎo)葉片入口風(fēng)道區(qū)域合并成一個(gè)整體(簡(jiǎn)稱通風(fēng)區(qū))。整個(gè)模型空間被劃分為三個(gè)區(qū)域，整體模型如圖4.2所示:為了便于網(wǎng)格劃分以及FLUENT計(jì)算中進(jìn)行數(shù)據(jù)交換

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2724248