一種軸向離心風(fēng)機(jī)CFD數(shù)值模擬及優(yōu)化研究.pdf

1、軸向離心風(fēng)機(jī)是依靠輸入的機(jī)械能，提高氣體壓力并排送氣體的機(jī)械，它是一種從動(dòng)的流體機(jī)械，廣泛應(yīng)用于工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑物的排塵和冷卻，軸向離心風(fēng)機(jī)的性能可用風(fēng)機(jī)出口處的總壓和風(fēng)機(jī)的效率來衡量。以往對(duì)離心風(fēng)機(jī)的研究主要采用理論分析和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，而近幾年來，CFD(Computaaonal Flud Dynamics)技術(shù)的發(fā)展以及商用CFD軟件的普及，使得通過計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬和流體可視化的方法來研究軸向離心風(fēng)機(jī)的內(nèi)

2、部流場(chǎng)和性能成為可能。
　　本文利用ANSYS CFX10.0軟件對(duì)THTF4.5軸向離心風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)下的特性進(jìn)行了全三維定常數(shù)值模擬。論文主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：(1)用三維造型軟件UG建立軸向離心風(fēng)機(jī)內(nèi)流場(chǎng)的幾何模型，使用前處理軟件ICEM CFD對(duì)風(fēng)機(jī)流場(chǎng)劃分結(jié)構(gòu)化六面體H型網(wǎng)格，以保證CFD計(jì)算結(jié)構(gòu)的高精度；(2)采用K-epsilon兩方程紊流模型和RRF(Rotating Reference Frame)旋

3、轉(zhuǎn)坐標(biāo)系模型，對(duì)風(fēng)機(jī)整個(gè)內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行求解。利用CFD穩(wěn)態(tài)計(jì)算結(jié)果，分別對(duì)離心葉輪流場(chǎng)、靜子流域子午面流場(chǎng)、支板流場(chǎng)和回流間隙流場(chǎng)進(jìn)行后處理分析和研究。得出葉輪根、中流面的流場(chǎng)存在氣流分離現(xiàn)象，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果指出這種明顯的不均勻氣流分離現(xiàn)象是由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理所引起；(3)以原始結(jié)構(gòu)風(fēng)機(jī)為基礎(chǔ)，分別從優(yōu)化支板結(jié)構(gòu)和加裝環(huán)形隔板的角度出發(fā)，提出兩種優(yōu)化結(jié)構(gòu)，然后在流場(chǎng)分析和以往工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了兩個(gè)優(yōu)化方案的數(shù)值模擬計(jì)算，用以提高風(fēng)機(jī)