東風(fēng)8CJ型內(nèi)燃機(jī)車離心式通風(fēng)機(jī)的流場分析和改進(jìn).pdf

1、離心式通風(fēng)機(jī)作為一種輸送氣體的通用機(jī)械，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門。同樣地，自從電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車問世以來，通風(fēng)機(jī)就被用于機(jī)車的通風(fēng)系統(tǒng)。作為機(jī)車的重要組成部分，承擔(dān)著對(duì)電氣設(shè)備的通風(fēng)冷卻任務(wù)。在這個(gè)過程中，通風(fēng)機(jī)消耗了一部分柴油機(jī)發(fā)出的功率。為提高東風(fēng)8CJ機(jī)車的性能，深入研究通風(fēng)機(jī)和風(fēng)道的內(nèi)部流場情況和匹配關(guān)系，改進(jìn)既有的通風(fēng)機(jī)研制方法，提高通風(fēng)機(jī)的效率，開展了本課題的研究和試驗(yàn)工作。 在國內(nèi)的鐵路機(jī)車領(lǐng)域，通風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)至今仍沿

2、用相似設(shè)計(jì)法。長期以來由于受模型尺寸、測量精度和研制經(jīng)費(fèi)的限制，通風(fēng)系統(tǒng)很難通過試驗(yàn)方法得到準(zhǔn)確驗(yàn)證。而且，就目前而言，離心式通風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)葉道內(nèi)的試驗(yàn)十分困難，因此基于計(jì)算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，簡稱CFD）的理論且以數(shù)值計(jì)算為主的理論分析成為了解、預(yù)測葉輪復(fù)雜內(nèi)流的首選途徑。 提出了對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)流場分析的研究策略，通過比較，選擇FLUNET軟件對(duì)通課題進(jìn)行計(jì)算和分析。在數(shù)值分析前，開展

3、了相關(guān)的試驗(yàn)和試驗(yàn)分析工作，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)和通風(fēng)機(jī)存在的問題進(jìn)行了分析，形成了初步的判斷。采用FLUENT軟件對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)和通風(fēng)機(jī)進(jìn)行了數(shù)值分析，計(jì)算包含了通風(fēng)機(jī)和風(fēng)道，就通風(fēng)機(jī)本身和其與風(fēng)道的流場計(jì)算結(jié)果來看，理論計(jì)算的流場與實(shí)際的試驗(yàn)情況相當(dāng)吻合，驗(yàn)證了計(jì)算模型和數(shù)值計(jì)算方法的可靠性。依據(jù)計(jì)算結(jié)果，結(jié)合客觀條件的限制，提出了改進(jìn)方案，完善了原通風(fēng)機(jī)的入口型線和進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，經(jīng)再次計(jì)算分析后，改進(jìn)效果明顯。然后基于前面的改進(jìn)基礎(chǔ)，嘗試著從調(diào)整葉

4、片安裝角的方向，依次對(duì)減小2度、5度和10度安裝角三個(gè)方案進(jìn)行了數(shù)值分析。采用全壓等熵效率指標(biāo)比較了四個(gè)改進(jìn)方案在改善效率方面的數(shù)據(jù)，得出減小5度安裝角的改進(jìn)方案效率提高的較多。 由此可見，F(xiàn)LUNET軟件可以應(yīng)用于離心式通風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流場計(jì)算，是研制離心式通風(fēng)機(jī)，預(yù)報(bào)離心式通風(fēng)機(jī)葉輪流場的有效方法，能夠幫助企業(yè)提高研制效率，降低研制成本，縮短研制周期，而本課題提出的方法在國內(nèi)鐵路同行中仍屬不多見，具有創(chuàng)新點(diǎn)，對(duì)同類產(chǎn)品的研制和改