間隙流動(dòng)對(duì)對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)內(nèi)流與性能影響的數(shù)值研究.pdf

1、對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)中的軸向間隙是指通風(fēng)機(jī)前級(jí)葉輪與后級(jí)葉輪葉片平均半徑處前級(jí)葉片尾緣到后級(jí)葉片前緣問的軸向距離，葉頂間隙指的是葉輪葉片頂部與機(jī)殼之間的徑向間隙，它們均是對(duì)對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)性能具有重要影響的幾何參數(shù)。而軸向間隙與葉頂間隙內(nèi)的流場(chǎng)分布是影響對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)效率和壓升等性能參數(shù)的決定因素，開展對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)軸向間隙和葉頂間隙區(qū)域的研究對(duì)高性能對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)具有重要意義。為此，本文以葉輪轉(zhuǎn)速為980r/min的FBCDZ系列(原BDK)20

2、號(hào)對(duì)旋式主通風(fēng)機(jī)為研究對(duì)象，針對(duì)4種不同軸向間隙和3種不同葉頂間隙下的對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)進(jìn)行了三維湍流流場(chǎng)的數(shù)值模擬研究。主要研究工作包括:
　　根據(jù)對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)葉片的翼型截面數(shù)據(jù)，利用三維建模軟件建立了葉片的實(shí)體模型;為了獲得間隙內(nèi)的流動(dòng)細(xì)節(jié)同時(shí)減小總網(wǎng)格數(shù)和計(jì)算工作量，針對(duì)不同的葉頂間隙和軸向間隙，分別建立了對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)的單流道幾何模型;采用多面體網(wǎng)格技術(shù)，對(duì)單流道模型進(jìn)行了網(wǎng)格劃分。
　　針對(duì)4種不同軸向間隙下的對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)

3、單流道模型，進(jìn)行了定常流動(dòng)的數(shù)值模擬。數(shù)值模擬結(jié)果的分析表明:在一定的軸向間隙范圍內(nèi)，軸向間隙的增大，可以減小氣體對(duì)葉根處葉柄的流動(dòng)沖擊，削弱兩級(jí)動(dòng)葉輪間的干涉作用，提高后級(jí)葉輪入口氣流流動(dòng)的均勻性和穩(wěn)定性，降低對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)的噪聲。但增大軸向間隙的不利影響是，加大了對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)的軸向尺寸，軸向間隙內(nèi)的全壓損失增加，導(dǎo)致對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)的壓升和效率降低。
　　根據(jù)3種不同葉頂間隙下定常流動(dòng)的數(shù)值模擬結(jié)果，得到了壓升和效率隨葉頂間隙變化的

4、曲線，對(duì)比分析了葉頂間隙的變化對(duì)通風(fēng)機(jī)性能及內(nèi)部流動(dòng)的影響，得到的主要結(jié)論有:在同一工況下，隨著葉頂間隙的增大，通風(fēng)機(jī)的壓升及效率與葉頂間隙的變化不呈線性關(guān)系;葉頂間隙內(nèi)的泄漏渦在靠近葉片前緣處開始發(fā)展，沿流向泄漏渦的尺寸先增大后減小，并且渦核離開吸力面的位置基本呈線性變化。
　　在定常流動(dòng)模擬的基礎(chǔ)上，分別針對(duì)以上7種不同間隙進(jìn)行了非定常數(shù)值計(jì)算，得到葉輪及間隙內(nèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的壓力脈動(dòng)分布，并分析了軸向間隙和葉頂間隙的大小對(duì)通風(fēng)機(jī)振