地鐵風(fēng)機(jī)橢圓形葉片結(jié)構(gòu)改進(jìn)及其空氣動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、地鐵風(fēng)機(jī)作為地下通風(fēng)系統(tǒng)的核心設(shè)備之一，經(jīng)常出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)失速的現(xiàn)象，導(dǎo)致發(fā)生邊界層分離，大范圍渦流的產(chǎn)生造成風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的紊亂。旋轉(zhuǎn)失速的發(fā)生取決于葉片本身結(jié)構(gòu)性能、氣流情況等因素，所以針對風(fēng)機(jī)橢圓形葉片的空氣動(dòng)力學(xué)特性分析及結(jié)構(gòu)改進(jìn)具有重要的理論意義和實(shí)際意義。
　　分別使用標(biāo)準(zhǔn)κ-ε、RNGκ-ε、Realizableκ-ε三種湍流模型與SIMPLE算法、SIMPLEC算法兩種速度壓力耦合算法進(jìn)行組合對葉片進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)特性分析，得到

2、不同算法下的阻力系數(shù)、升力系數(shù)以及升阻比在不同攻角下的變化曲線，并與實(shí)際的風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)相對比。結(jié)果表明，RNGκ-ε模型和SIMPLEC算法的組合所得到的結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)最為貼近，從而確定了本文研究問題的方法。
　　對普通橢圓形葉片葉柵進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)特性分析，得出了葉片在不同葉柵稠度條件下的速度矢量分布以及葉片尖端區(qū)域的速度矢量分布圖。結(jié)果表明，在葉柵稠度為σ=0.5時(shí)葉片具有較好的空氣動(dòng)力學(xué)性能。
　　建立普通橢圓形葉片葉輪

3、整體的三維模型，對葉輪內(nèi)部流場進(jìn)行數(shù)值分析模擬，得出葉片跨中及輪轂處的跡線分布情況，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)失速的原因是葉片尖端有渦流形成。對葉片進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，通過對比分析可得，新型葉片跨中部位流體流動(dòng)速度最大與最小速度差值下降了約23％，且輪轂處流體的偏離情況也得到有效的好轉(zhuǎn)，葉片尖端的氣流渦流也基本消失。
　　對比分析改進(jìn)葉片與普通橢圓形葉片的空氣動(dòng)力學(xué)特性，得到對應(yīng)的速度矢量分布圖、升阻力系數(shù)分布曲線及葉片上下表面壓力分布情況，結(jié)果表明