多翼式离心通风机的流场数值模拟与优化

摘要

多翼式离心通风机的结构具有不对称性,内部流场情况复杂。为了改进风机结构,需要研究风机内部流场的分布情况,分析各个部件对风机性能的影响。一般的实验手段很难直接观察风机的内部流场情况,借助CFD技术则可以很好的对流场情况进行模拟,为风机的优化设计提供依据。本文利用 Fluent软件对多翼离心风机内部流场进行模拟与分析,主要工作和成果如下:
　　1.对目前离心风机的数值模拟成果进行总结,并对离心风机流场数值模拟的相关理论进行概述,选择出适用于本文的数值模拟方法。通过Pro/e软件对风机进行三维建模,对计算区域进行了合理的网格划分。
　　2.对风机模型进行流场数值模拟,通过试验结果与模拟结果进行对照,验证数值模拟的准确性,并对计算结果进行深入的分析。
　　3.针对4-72No4.5A型离心通风机,研究叶片出口安装角、叶片出口宽度和叶片数目对风机性能的影响,并由此提出一种优化方案,对原风机模型进行了改进,结果显示改进后风机效率提高1.2％,风机全压值升高。

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1 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 研究现状

1．4 本文的主要工作

2 数值模拟的相关理论

2．1 基本控制方程

2．2 离散化方法

2．3 湍流的数值模拟方法简介

2．4 壁面函数

2．5 离散方式

2．6 流场数值计算方法

2．7 本章小结

3 风机数值模型的建立

3．1 风机实体模型的创建过程

3．2 网格生成技术

3．3 网格划分风机模型

3．4 边界定义

3．5 本章小结

4 数值模拟与实验结果的对比与分析

4．1 离心风机实验

4．2 数值模拟

4．3 数值模拟结果的准确性判定

4．4 数值模拟结果的分析

4．5 本章小结

5 风机结构优化

5．1 叶轮结构参数对风机的影响

5．2 优化方案及其性能对比

5．3 风机结构优化方法探讨

5．4 小结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

作者简历

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