斜流風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流動分析與葉輪改型研究.pdf

1、斜流式葉輪一般都有蝸殼與之匹配。葉輪及其與蝸殼匹配效率的高低對整個(gè)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的效率起著重要的作用。隨著CFD技術(shù)的發(fā)展，已極大的推動了人們對流動機(jī)理的認(rèn)識，而對機(jī)理的認(rèn)識又反過來促進(jìn)了葉輪機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步。本文即運(yùn)用現(xiàn)有較成熟的CFD商業(yè)軟件對耦合蝸殼的斜流風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場進(jìn)行數(shù)值模擬，并對內(nèi)流機(jī)制進(jìn)行數(shù)值分析與研究，旨在探索提高風(fēng)機(jī)性能的有效途徑。文章主要分為以下幾個(gè)部分： 第一部分對帶蝸殼的斜流風(fēng)機(jī)進(jìn)行數(shù)值模擬，分析了葉片載荷分

2、布、不同通道中的二次流動和各個(gè)渦系的發(fā)展。深入分析了蝸殼內(nèi)部的流動狀況以及葉輪對蝸殼結(jié)構(gòu)的影響，獲得了蝸殼詳細(xì)的內(nèi)部流場信息，形象地再現(xiàn)了蝸殼內(nèi)部的流動情形。計(jì)算結(jié)果表明，葉輪通道內(nèi)部二次流異常復(fù)雜。葉輪出口的不均勻性引起的分離區(qū)域增多和通道之間的摻混是導(dǎo)致葉輪效率低的一個(gè)主要原因。為了進(jìn)一步改善風(fēng)機(jī)性能，必須減小葉輪出口的分離流動區(qū)域、降低通道之間相互的摻混。 第二部分是將葉片的彎曲設(shè)計(jì)應(yīng)用于本文所用的斜流葉輪中。對彎曲改型后

3、的葉輪進(jìn)行整機(jī)數(shù)值模擬，并把結(jié)果與原型葉輪進(jìn)行比較分析。結(jié)果表明：反彎葉輪的優(yōu)勢是對葉頂?shù)男孤逗屯ǖ乐g的摻混有抑制作用，能一定程度的改善流動狀況。但由于改型的目標(biāo)原理單一，彎曲改型后風(fēng)機(jī)的性能也只是在特定的工況下得到了提高，并沒有實(shí)現(xiàn)全工況下的提高。如果想要全工況范圍內(nèi)提高風(fēng)機(jī)性能，必須在考慮下游蝸殼干涉影響的情況下對葉輪的彎曲程度進(jìn)行多目標(biāo)形式的優(yōu)化。 本文的研究，為今后進(jìn)行轉(zhuǎn)子的優(yōu)化設(shè)計(jì)指明了方向，也為蝸殼的實(shí)驗(yàn)研究打下了