離心式通風(fēng)機(jī)整機(jī)三維數(shù)值模擬及其結(jié)構(gòu)改型設(shè)計(jì)分析.pdf

1、通風(fēng)機(jī)是廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)的一種通用機(jī)械。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)各類風(fēng)機(jī)和泵的耗電量約占我國(guó)總發(fā)電量的三分之一，僅工業(yè)用通風(fēng)機(jī)的耗電量就占我國(guó)總用電量的5％左右，隨著通風(fēng)機(jī)的需求量日益增大，制造原材料的消耗也不斷增加。因此，從節(jié)約能源和資源的角度考慮，設(shè)計(jì)出低成本高效率的風(fēng)機(jī)有十分重要的意義。
　　流體機(jī)械的設(shè)計(jì)方法和思想都來自于大量實(shí)驗(yàn)，通過這樣的方法能夠得到較好的風(fēng)機(jī)基本技術(shù)參數(shù)，但這種方法不僅需要耗費(fèi)大量的費(fèi)用和時(shí)間，也不能確定

2、風(fēng)機(jī)內(nèi)部的流動(dòng)狀況。由于CFD（計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)，全稱Computational Fluid Dynamics）可以相對(duì)準(zhǔn)確地給出流體流動(dòng)的細(xì)節(jié)，如速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)、溫度場(chǎng)等的時(shí)變特性，不僅可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)通風(fēng)機(jī)的整體性能，還可以很容易地從對(duì)流體的分析中發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品或工程設(shè)計(jì)中的問題，減少未預(yù)料到的負(fù)面影響，減少設(shè)計(jì)或優(yōu)化對(duì)試驗(yàn)的依賴性，大為縮短設(shè)計(jì)周期，降低費(fèi)用。因此在風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)方面越來越多的應(yīng)用CFD軟件來代替?zhèn)鹘y(tǒng)風(fēng)機(jī)實(shí)驗(yàn)方法。
　　本文應(yīng)

3、用Solidworks建立DFY23F-C4A型離心風(fēng)機(jī)的整機(jī)模型，運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent對(duì)其內(nèi)部的三維氣體流動(dòng)進(jìn)行了模擬分析。采用了非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格與RNGk-ε湍流模型，考察了離心風(fēng)機(jī)整機(jī)和其子午面、回轉(zhuǎn)面、葉片表面等重要部分的靜壓力、動(dòng)壓力、速度矢量和速度梯度等參數(shù)并進(jìn)行比較，得到了一些新的流動(dòng)現(xiàn)象，結(jié)果表明:離心風(fēng)機(jī)流體區(qū)域的壓強(qiáng)和流速是非軸對(duì)稱的，這是由于整機(jī)的非軸對(duì)稱性而產(chǎn)生;離心風(fēng)機(jī)的蝸殼出口的面積過大，致使在蝸殼出

4、口處壓力過低而產(chǎn)生較多的逆流，使得風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓減小，效率降低;蝸殼內(nèi)部整體的流動(dòng)像扭曲的麻花般旋流流出，不利于氣體流動(dòng);離心風(fēng)機(jī)流體區(qū)域內(nèi)存在渦流、尾流-射流、二次流動(dòng)等現(xiàn)象，使風(fēng)機(jī)噪音增大，并影響其效率。這些結(jié)果對(duì)研究風(fēng)機(jī)的振動(dòng)及噪聲控制有一定的指導(dǎo)意義。之后通過對(duì)離心風(fēng)機(jī)不同流量工況分別進(jìn)行計(jì)算，得出不同流量工況下離心風(fēng)機(jī)的全壓和效率，并繪制出P-Q曲線及η-Q曲線，與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)加以比較，并分析了模擬值與實(shí)驗(yàn)值誤差的來源。最后對(duì)DFY