离心风机叶轮附加小叶片长度的优化研究

论文摘要

利用NUMECA软件对G4-73No.8D型离心通风机进行了内部流场的三维数值模拟和流动分析,结果表明,风机叶轮出口处存在着明显的射流—尾流结构,导致风机的性能下降;为削弱这一结构对风机性能的影响,对风机叶轮加装不同长度小叶片进行了数值模拟,并依据叶轮流场的改善情况,确定了小叶片的优化长度。在此基础上,进行了叶轮加装小叶片前、后,风机性能及噪声的实验研究,结果表明,改进后的风机全压明显提升,高效区有小幅加宽,其额定工况下的效率有所提高。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本课题的研究内容和研究方法
• 1.4 CFD 技术的发展及其在叶轮机械中的应用
• 第二章 数值计算的理论基础
• 2.1 控制方程
• 2.1.1 质量守恒方程
• 2.1.2 动量守恒方程
• 2.1.3 能量守恒方程
• 2.1.4 状态方程
• 2.2 湍流模型
• 2.2.1 湍流的研究方法
• 2.2.2 湍流粘性系数模型
• 2.2.3 湍流模型的选择
• 2.3 求解方法
• 2.3.1 空间离散
• 2.3.2 时间积分
• 2.4 收敛技术
• 2.4.1 当地时间步长
• 2.4.2 隐式残差光顺技术
• 2.4.3 多重网格技术
• 第三章 网格生成技术与风机模型建立
• 3.1 网格生成技术
• 3.1.1 CFD 中的网格生成技术
• 3.1.2 NUMECA 软件的网格生成功能
• 3.2 计算区域与计算网格的生成
• 3.2.1 集流器与叶轮模型及网格生成
• 3.2.2 蜗壳参数与网格生成
• 3.3 计算区域各部分网格的连接
• 第四章 离心风机流场数值模拟及小叶片长度优化
• 4.1 数值模拟计算
• 4.1.1 计算方法
• 4.1.2 边界条件设定
• 4.1.3 初始值设定
• 4.1.4 收敛判据
• 4.1.5 其他参数设定
• 4.2 计算结果分析及小叶片长度优化
• 4.2.1 原叶轮内部流动分析
• 4.2.2 叶轮结构优化
• 4.2.3 不同长度小叶片对风机的性能影响
• 第五章 离心风机性能及噪声实验
• 5.1 离心风机实验台布置
• 5.2 风机性能参数的测量及计算方法
• 5.2.1 流量测量
• 5.2.2 全压测量
• 5.2.3 有效功率计算
• 5.2.4 轴功率及效率计算
• 5.2.5 雷诺数计算
• 5.2.6 性能换算
• 5.3 离心风机性能实验结果分析
• 5.4 离心风机噪声实验
• 5.4.1 噪声理论
• 5.4.2 测量方法
• 5.4.3 不同调节方式下的风机噪声特性
• 5.4.4 风机改进前后噪声实验
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况
• 详细摘要