基于三維端流場CFD模擬分析電廠增壓風(fēng)機(jī)的氣動性能.pdf

1、由于風(fēng)機(jī)內(nèi)部氣體流動伴有渦流、旋流等復(fù)雜流動，目前單純的理論計算方法準(zhǔn)確地求得各通流部件的各種損失還很困難，而試驗方法不僅浪費人力物力，采用FLUENT軟件能夠有效、直觀地模擬軸流風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場流動。同時通過軟件動畫模擬顯示出流體的流動狀況，分析出流動損失易發(fā)生區(qū)域，對風(fēng)機(jī)制造單位在設(shè)計制造及改進(jìn)方面起到直觀的理論指導(dǎo)作用。
　　本文對AN/42-19型電廠增壓子午加速類軸流通風(fēng)機(jī)進(jìn)行模擬研究。根據(jù)某風(fēng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)提供的通風(fēng)機(jī)實際結(jié)構(gòu)

2、參數(shù)，按照風(fēng)機(jī)的實際尺寸，用三維立體建模軟件對風(fēng)機(jī)進(jìn)行立體建模。并通過改變進(jìn)氣室及擴(kuò)散器的結(jié)構(gòu)尺寸、減少葉片數(shù)量、改變靜葉角度、葉片頂切、改變風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸等不同方式。使用大型商用軟件FLUENT對軸流風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場進(jìn)行數(shù)值模擬分析，分別對新舊機(jī)型在不同靜葉角度下的性能進(jìn)行比較，并通過跡線顯示、動畫顯示，找出風(fēng)機(jī)效率損失較大的部件。揭示軸流風(fēng)機(jī)流動的實際情況，以及各個運行工況下的全壓和流量，繪制出風(fēng)機(jī)的運行曲線和效率曲線，對企業(yè)進(jìn)一步改進(jìn)風(fēng)

3、機(jī)結(jié)構(gòu)、改善風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場流動、提高風(fēng)機(jī)效率、擴(kuò)大運行工況、風(fēng)機(jī)改型創(chuàng)新以及風(fēng)機(jī)使用單位實際使用有很大的理論指導(dǎo)意義。
　　本文通過對風(fēng)機(jī)主體部分葉輪區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格無關(guān)性檢驗，驗證了對軸流通風(fēng)機(jī)網(wǎng)格的正確性，并與實驗數(shù)據(jù)相比較得出本次模擬計算結(jié)果的可靠性。新舊機(jī)型進(jìn)氣室速度跡線顯示比較，新機(jī)型在進(jìn)氣室附近由于結(jié)構(gòu)的原因有渦流產(chǎn)生，而舊機(jī)型進(jìn)氣室入口處有過渡，流場比較好，沒有二次流和渦流的產(chǎn)生。
　　隨著靜葉角度的增加，風(fēng)機(jī)的最高

4、效率點有所降低。同時，最高效率點向小流量區(qū)域內(nèi)移動。故風(fēng)機(jī)在正常運行時，盡量在設(shè)計工況下運行，避開小流量區(qū)，防止風(fēng)機(jī)發(fā)生喘振和失速等事故。
　　通過不同葉片數(shù)下的全壓-流量曲線以全壓效率-流量曲線可以看出，隨著葉片數(shù)量的減少，在小流量區(qū)，全壓隨著葉片數(shù)的減少而降低。風(fēng)機(jī)的最高效率點隨著葉片數(shù)目的減少向小流量區(qū)域移動。當(dāng)葉片數(shù)為19片時，效率要比其他葉片數(shù)下的效率高。
　　本文使用FLUENT軟件對軸流通風(fēng)機(jī)進(jìn)行數(shù)值模擬結(jié)果通