為了研究翼型對軸流風(fēng)機(jī)氣動性能的影響,采用數(shù)值模擬的方法首先研究了翼型的升阻比對風(fēng)機(jī)性能的影響,然后選用較優(yōu)的翼型來研究最大相對厚度和最大相對厚度位置對風(fēng)機(jī)氣動性能的影響。結(jié)果分析表明:當(dāng)風(fēng)機(jī)工作在設(shè)計(jì)流量及以上時(shí),選用較大升阻比系數(shù)翼型的風(fēng)機(jī)表現(xiàn)出較好的氣動性能;軸流風(fēng)機(jī)選用較薄翼型作為其葉片翼型時(shí),其氣動特性表現(xiàn)較優(yōu);當(dāng)葉片翼型最大相對厚度位于距葉片前緣30%時(shí),軸流風(fēng)機(jī)的氣動特性最優(yōu)。研究結(jié)果可為軸流風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)高效的軸流風(fēng)機(jī)提供參考。 

【文章來源】：能源工程. 2019,(03)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

軸流風(fēng)機(jī)三維葉片計(jì)算模型和網(wǎng)格劃分

－瑖瑨－行網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證后，最后選擇網(wǎng)格數(shù)量為530萬左右，這樣可確保計(jì)算的準(zhǔn)確性、收斂性和經(jīng)濟(jì)性。圖2計(jì)算域網(wǎng)格劃分1．3計(jì)算方法和邊界條件本研究對風(fēng)機(jī)模型進(jìn)行三維定常數(shù)值模擬。采用有限體積法求解雷諾時(shí)均方程，對流項(xiàng)采用較高分辨率的二階迎風(fēng)差分格式，其他項(xiàng)均采用中心差分，湍流模型采用k－e兩方程中的ＲNG模型。數(shù)值模擬的邊界條件為速度進(jìn)口和壓力出口，進(jìn)出口湍動能和湍流動能耗散率由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得出;葉片壁面采用無滑移邊界條件，近壁面采用標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)，忽略重力和壁面粗糙度對流動的影響;動靜交界處使用多參考系模型(MＲF)，使動靜計(jì)算域的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞。2數(shù)值模擬結(jié)果分析數(shù)值模擬分為三步進(jìn)行:首先選取CLAＲK-Y、NACA0012、NACA4408及NACA8412四種翼型進(jìn)行建模，模擬選擇出其中氣動性能較好的翼型;然后利用所選翼型，做翼型最大相對厚度分別為6%、8%、10%的葉輪并模擬，選擇出其中最合適的翼型最大相對厚度;最后將翼型最大厚度分布在弦長(從前緣到后緣方向)的20%、30%、40%和50%處變化，獲得翼型最大厚度位置對風(fēng)機(jī)性能的影響規(guī)律。2．1翼型升阻比對風(fēng)機(jī)性能影響圖3給出了各翼型的升阻比隨攻角變化曲線(考慮到本文中研究的軸流風(fēng)機(jī)葉片工作的雷諾數(shù)為200000左右，故此處升阻比也是在雷諾數(shù)為200000時(shí)獲得的)。從圖3可以看出，在所給攻角變化范圍內(nèi)，對稱翼型NACA0012的升阻比最小，NACA8412翼型的升阻比最大，CLAＲK-Y翼型比NACA2412翼型的升阻比稍大。圖3不同翼型的升阻比隨攻角變化曲線圖4給出了具有不同升阻比翼型風(fēng)機(jī)的全壓曲線。從圖中可以看出，風(fēng)機(jī)全壓隨著流量的增加?

響;動靜交界處使用多參考系模型(MＲF)，使動靜計(jì)算域的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞。2數(shù)值模擬結(jié)果分析數(shù)值模擬分為三步進(jìn)行:首先選取CLAＲK-Y、NACA0012、NACA4408及NACA8412四種翼型進(jìn)行建模，模擬選擇出其中氣動性能較好的翼型;然后利用所選翼型，做翼型最大相對厚度分別為6%、8%、10%的葉輪并模擬，選擇出其中最合適的翼型最大相對厚度;最后將翼型最大厚度分布在弦長(從前緣到后緣方向)的20%、30%、40%和50%處變化，獲得翼型最大厚度位置對風(fēng)機(jī)性能的影響規(guī)律。2．1翼型升阻比對風(fēng)機(jī)性能影響圖3給出了各翼型的升阻比隨攻角變化曲線(考慮到本文中研究的軸流風(fēng)機(jī)葉片工作的雷諾數(shù)為200000左右，故此處升阻比也是在雷諾數(shù)為200000時(shí)獲得的)。從圖3可以看出，在所給攻角變化范圍內(nèi)，對稱翼型NACA0012的升阻比最小，NACA8412翼型的升阻比最大，CLAＲK-Y翼型比NACA2412翼型的升阻比稍大。圖3不同翼型的升阻比隨攻角變化曲線圖4給出了具有不同升阻比翼型風(fēng)機(jī)的全壓曲線。從圖中可以看出，風(fēng)機(jī)全壓隨著流量的增加，呈現(xiàn)出不斷減小的趨勢，但是不同翼型所對應(yīng)的風(fēng)機(jī)模型的全壓曲線減小的趨勢各不相同。從整個(gè)模擬工況來看，升阻比系數(shù)較大的NA-CA8412風(fēng)機(jī)的全壓表現(xiàn)為最大，升阻比系數(shù)最小的NACA0012風(fēng)機(jī)表現(xiàn)為最小，全壓的這種變化趨勢跟圖3翼型的升阻比變化趨勢基本相同。同時(shí)，從全壓隨流動工況的變化趨勢來看，NA-CA8412風(fēng)機(jī)的全壓表現(xiàn)為設(shè)計(jì)流量工況前后變化比較緩慢，這說明該風(fēng)機(jī)具有較寬的高效運(yùn)行區(qū)，是風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)者追求的目標(biāo);而其余風(fēng)機(jī)表現(xiàn)為流量超過設(shè)計(jì)工況后全壓減小得很快，這不利于風(fēng)機(jī)的變工況運(yùn)行。圖4不?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3113004