空调器室外机轴流风扇流场的PIV实验研究

摘要

本文主要研究内容和研究成果如下：1. 设计、安装和调试了空调器室外机轴流风扇系统流场PIV测量的实验装置，通过实践解决了PIV测量旋转叶轮流场中存在的一些关键问题。2. 利用先进的PIV激光流场测试技术完成了空调器室外机轴流风扇系统的出口和内部流场的测量，通过速度矢量、流线和涡量分布等流场分析手段较完整和系统的研究了空调器室外机轴流风扇系统复杂流场。3. 探讨了锁相平均和整体平均实验结果处理方法，并将其应用于实验结果处理，取得了较好的结果。4. 大量的风扇出口和流道内部实验结果均明显捕捉到叶尖涡这种叶轮机械内部的特殊流动现象。叶尖涡是由叶片压力面和吸力面间压差所引发的，首先发生于叶顶中部弦长附近，随着叶尖涡向下游和轴线附近的扩展，与主流不断掺混耗散。5. 叶片近尾缘的出口流场同时捕捉到叶片尾缘的尾缘涡。叶片压力面和吸力面间相反的径向速度方向形成逆时针方向的尾缘涡结构。6. 通过叶片通道内部相对速度矢量的分布，发现实验所研究的空调器室外机轴流风扇主要压升集中于70％以上的相对叶高，同时风扇主要流量也集中于此。 本文通过激光测试技术系统的研究了空调器室外机轴流风扇系统流动情况，获得大量重要的流动信息。对于深入认识轴流风扇的复杂流动机理，降低空调器室外机气动噪声，提高空调器的室外机研制水平具有重要的指导意义。