基于CFD的空調(diào)用軸流風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、軸流風(fēng)機(jī)廣泛應(yīng)用于通風(fēng)換氣、紡織、礦井、冶金、電站等各個(gè)領(lǐng)域中，是空氣調(diào)節(jié)及通風(fēng)系統(tǒng)的主要設(shè)備。相對(duì)于離心風(fēng)機(jī)，軸流風(fēng)機(jī)具有流量大、壓頭低，一般為單級(jí)無導(dǎo)葉等特點(diǎn)。目前軸流風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)很大程度上要依賴試驗(yàn)，設(shè)計(jì)成本相對(duì)較高；另外軸流風(fēng)機(jī)的噪聲值也較大。本文擬采用數(shù)值模擬的方法，利用用CFD商用軟件Fluent6.2對(duì)軸流風(fēng)機(jī)的流場(chǎng)和噪聲進(jìn)行模擬，得出指導(dǎo)性和方向性的結(jié)果，幫助選擇性能最佳的設(shè)計(jì)，具有明顯的應(yīng)用價(jià)值。 本文根據(jù)實(shí)際軸

2、流風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，在FLUENT前處理軟件GAMBIT中完成建模和網(wǎng)格劃分工作，隨即確定計(jì)算域和邊界條件，將網(wǎng)格導(dǎo)入FLLIENT，采用SIMPLE算法和Realizableκ—ε湍流模型，非耦合隱式求解器，求解三維時(shí)均雷諾N—S方程，計(jì)算出軸流風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流場(chǎng)。通過改變風(fēng)機(jī)的輸入?yún)?shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)，如：風(fēng)量，葉輪轉(zhuǎn)速，安裝角，葉片扭角等進(jìn)行流場(chǎng)計(jì)算，得到了風(fēng)機(jī)效率同風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)。 分析過流場(chǎng)特性后，本文以軸流風(fēng)機(jī)全壓效率最

3、大為目標(biāo)函數(shù)，建立了軸流風(fēng)機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，并運(yùn)用三次樣條插值法求解模型。優(yōu)化后的風(fēng)機(jī)效率在相同風(fēng)量下比優(yōu)化前增加了2.97％。 除了流場(chǎng)分析之外，本文還利用FLUENT軟件中最新加入的氣動(dòng)噪聲模塊對(duì)風(fēng)機(jī)噪聲進(jìn)行了預(yù)估計(jì)算，建立了軸流風(fēng)機(jī)噪聲預(yù)估模型，并結(jié)合性能及幾何參數(shù)，對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化降噪。優(yōu)化后的風(fēng)機(jī)在效率提高3.56％時(shí)，噪聲僅增加了1.72dB。大大優(yōu)于傳統(tǒng)的通過提高轉(zhuǎn)速來增加效率時(shí)所增加的噪聲值(6.43dB)。