控制速度分布的多翼離心風機優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、多翼離心風機是一種廣泛應(yīng)用在工業(yè)與民用通風領(lǐng)域的流體機械。多翼離心風機的結(jié)構(gòu)特點是整體體積小，葉輪寬徑比大、內(nèi)外徑比大、葉片數(shù)量多，性能特點是壓力系數(shù)高，流量系數(shù)大，噪聲比較低，因此是空調(diào)裝置的首選。由于效率比較低，因此本文通過提出優(yōu)化的設(shè)計方法設(shè)計葉輪，提高其效率，并采用CFD數(shù)值模擬進行分析與驗證。
　　本文設(shè)計葉輪的主要思想是從造成葉輪流道內(nèi)流動損失的根源出發(fā)，控制流道內(nèi)邊界層的增長、分離以達到減少流動損失的目的，實現(xiàn)葉輪的

2、優(yōu)化設(shè)計，使得葉道內(nèi)的流動更加合理。通過對現(xiàn)有研究成果的分析，總結(jié)提煉了包括最大加速系數(shù)和最大加速位置系數(shù)等流動控制參數(shù)，這些流動控制參數(shù)對葉輪內(nèi)流動有重要影響，可以體現(xiàn)對流動的控制，同時它們又與沿流道的速度分布直接相關(guān)，因此研究這些流動控制參數(shù)的最佳值即可達到優(yōu)化葉輪設(shè)計的目的。首先采用考慮旋轉(zhuǎn)和曲率的二維湍流邊界層積分方程分析不同控制參數(shù)情況下葉輪葉道內(nèi)邊界層增長和分離，通過邊界層動量厚度決定最佳控制參數(shù)，在此基礎(chǔ)上建立相應(yīng)的優(yōu)化速

3、度分布數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)此模型確定最佳速度分布，而后根據(jù)速度分布設(shè)計出風機葉片型線，并判斷設(shè)計結(jié)果是否滿足壓力流量要求，若滿足則完成優(yōu)化設(shè)計。
　　本文將原始機型和新型設(shè)計的模型應(yīng)用N-S方程，并結(jié)合RNGk-ε湍流模型進行流動計算，基于數(shù)值模擬結(jié)果的原始機型性能預(yù)測和實驗結(jié)果吻合良好，證實了所采用的計算模型和數(shù)值方法的可行性。通過數(shù)值模擬，比較了不同模型和原始機型的性能，并選擇了最優(yōu)化模型，最優(yōu)化模型各工況下全壓效率平均提高3.2