基于數(shù)值模擬的單轉(zhuǎn)子葉片結(jié)構(gòu)對(duì)小型軸流風(fēng)扇性能的影響.pdf

1、小型軸流風(fēng)扇是目前電子產(chǎn)品的主要散熱設(shè)備，其性能直接決定電子產(chǎn)品的運(yùn)行狀況和使用壽命。隨著電子產(chǎn)品向集成化、大功率化方向發(fā)展，散熱需求日益增大，小型軸流風(fēng)扇的通風(fēng)性能和噪聲性能越來(lái)越引起人們的重視。因此，非常有必要對(duì)小型軸流風(fēng)扇進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，并開(kāi)展對(duì)其靜特性、氣動(dòng)噪聲和內(nèi)部流動(dòng)特性的分析研究。
　　本文以5葉片單轉(zhuǎn)子小型軸流風(fēng)扇為原型，通過(guò)改進(jìn)單轉(zhuǎn)子葉片結(jié)構(gòu)分別設(shè)計(jì)出具有不同最大調(diào)制角位移的不等節(jié)距風(fēng)扇和具有不同進(jìn)口導(dǎo)葉出口角的進(jìn)

2、口導(dǎo)葉風(fēng)扇?；诹鲌?chǎng)計(jì)算，在滿(mǎn)足靜特性要求的前提下選出降噪效果最好的不等節(jié)距風(fēng)扇和進(jìn)口導(dǎo)葉風(fēng)扇，分別記作模型1和模型2，對(duì)比分析了原型、模型1和原型、模型2的靜特性、氣動(dòng)噪聲和內(nèi)部流動(dòng)特性，完成了原型、模型1、模型2靜特性和噪聲的實(shí)驗(yàn)測(cè)試。論文的主要內(nèi)容及成果如下:
　　(1)以5葉片單轉(zhuǎn)子小型軸流風(fēng)扇為原型，根據(jù)葉片角度調(diào)制法設(shè)計(jì)出13種具有不同最大調(diào)制角位移的不等節(jié)距風(fēng)扇，根據(jù)進(jìn)口導(dǎo)葉的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)出4種具有不同進(jìn)口導(dǎo)葉出口角

3、的進(jìn)口導(dǎo)葉風(fēng)扇;簡(jiǎn)述本文采用的數(shù)值模擬方法。
　　(2)數(shù)值模擬的結(jié)果顯示:在額定工況下，最大調(diào)制角位移等于6°的不等節(jié)距風(fēng)扇和進(jìn)口導(dǎo)葉出口角等于60°的進(jìn)口導(dǎo)葉風(fēng)扇在滿(mǎn)足靜特性要求的前提下具有最優(yōu)的降噪效果，分別記作模型1和模型2。相比于原型，模型1的靜特性基本保持不變，而模型2的靜特性得到明顯提升。
　　(3)流場(chǎng)的研究結(jié)果顯示:近場(chǎng)的噪聲以離散噪聲為主，主要由總壓脈動(dòng)引起，模型1和模型2均可以降低原型的近場(chǎng)離散噪聲;遠(yuǎn)

4、場(chǎng)的噪聲以寬頻噪聲為主，與流場(chǎng)的渦量分布、渦量變化等因素有關(guān)，兩種單轉(zhuǎn)子葉片結(jié)構(gòu)對(duì)原型的遠(yuǎn)場(chǎng)寬頻噪聲影響很小。
　　(4)在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)臺(tái)上完成了原型、模型1和模型2的靜特性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:數(shù)值模擬具有可靠性，最大調(diào)制角位移為6°的不等節(jié)距葉片沒(méi)有明顯改變?cè)偷撵o特性，而安裝出口角為60°的進(jìn)口導(dǎo)葉將原型在額定工況下的靜壓提升了1.8Pa。
　　(5)在半消聲室中完成了原型、模型1和模型2的噪聲測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:相比于原型

5、，模型1和模型2在風(fēng)扇下游軸向上的最大降噪均位于距離風(fēng)扇100mm的測(cè)試點(diǎn)，降噪分別達(dá)到1.5dB和1.2dB;對(duì)于距離風(fēng)扇大于等于400mm的軸向測(cè)試點(diǎn)，優(yōu)化模型的噪聲與原型基本保持一致。
　　綜上所述，合理選擇單轉(zhuǎn)子小型軸流風(fēng)扇葉片的不等節(jié)距分布方式可以在靜特性基本保持不變的前提下降低近場(chǎng)的離散噪聲，而安裝具有適宜出口角的進(jìn)口導(dǎo)葉不僅可以明顯提升單轉(zhuǎn)子小型軸流風(fēng)扇的靜特性，還能降低近場(chǎng)的離散噪聲，改善內(nèi)部流動(dòng)特性。本文將對(duì)高靜