基于CFD的空調(diào)用軸流風機的結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、軸流風機廣泛應(yīng)用于通風換氣、紡織、礦井、冶金、電站等各個領(lǐng)域中，是空氣調(diào)節(jié)及通風系統(tǒng)的主要設(shè)備。相對于離心風機，軸流風機具有流量大、壓頭低，一般為單級無導(dǎo)葉等特點。目前軸流風機的設(shè)計很大程度上要依賴試驗，設(shè)計成本相對較高；另外軸流風機的噪聲值也較大。本文擬采用數(shù)值模擬的方法，利用用CFD商用軟件Fluent6.2對軸流風機的流場和噪聲進行模擬，得出指導(dǎo)性和方向性的結(jié)果，幫助選擇性能最佳的設(shè)計，具有明顯的應(yīng)用價值。 本文根據(jù)實際軸

2、流風機的結(jié)構(gòu)參數(shù)，在FLUENT前處理軟件GAMBIT中完成建模和網(wǎng)格劃分工作，隨即確定計算域和邊界條件，將網(wǎng)格導(dǎo)入FLLIENT，采用SIMPLE算法和Realizableκ—ε湍流模型，非耦合隱式求解器，求解三維時均雷諾N—S方程，計算出軸流風機的內(nèi)部流場。通過改變風機的輸入?yún)?shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)，如：風量，葉輪轉(zhuǎn)速，安裝角，葉片扭角等進行流場計算，得到了風機效率同風機結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)。 分析過流場特性后，本文以軸流風機全壓效率最

3、大為目標函數(shù)，建立了軸流風機的優(yōu)化設(shè)計模型，并運用三次樣條插值法求解模型。優(yōu)化后的風機效率在相同風量下比優(yōu)化前增加了2.97％。 除了流場分析之外，本文還利用FLUENT軟件中最新加入的氣動噪聲模塊對風機噪聲進行了預(yù)估計算，建立了軸流風機噪聲預(yù)估模型，并結(jié)合性能及幾何參數(shù)，對風機進行了優(yōu)化降噪。優(yōu)化后的風機在效率提高3.56％時，噪聲僅增加了1.72dB。大大優(yōu)于傳統(tǒng)的通過提高轉(zhuǎn)速來增加效率時所增加的噪聲值(6.43dB)。