低压弯掠轴流风机改型设计与气动噪声预测

摘要

随着风机行业国家相关标准文件的出台,限定了通风机的效率值及噪声值,因此对当前效率低,噪声高的风机产品进行节能改造已经刻不容缓。近年来,弯掠叶片应用到低压轴流风机领域,取得了较好的节能降噪效果。本文针对风机行业通用的T35低压轴流风机节能降噪问题,运用数值模拟与试验相结合的方法,将弯掠叶片应用到T35轴流风机中,并进行了气动噪声预测,旨在为低压轴流风机的节能降噪研究提供参考和依据。本文主要做了如下工作:
　　首先,对已有的弯掠轴流风机,通过改变叶片安装角、叶顶间隙、吹风方式对其开展了一系列性能试验,研究了不同安装结构对风机性能的影响,旨在为弯掠轴流风机的进一步优化与匹配应用提供依据;对同款不同型号的两台效率低、噪声高的T35风机进行了建模,对样机和弯掠风机通过数值模拟预测其性能,并与试验结果对比,验证数值模拟方法的可靠性。
　　其次,结合给定的结构及性能参数要求,提出弯掠叶片改型设计方案,预测各方案的全压性能和效率,分析了两种方案风机的内部流场,并结合能效标准与用户要求,筛选出最佳改型设计方案。结合生产实际及系列化的要求,选取了其中一种方案进行加工,并开展新机试验,试验结果表明,相比于原样机,性能大幅提升。
　　最后,对于风机的气动噪声问题,根据定常计算结果,利用FLUENT宽频噪声模块分析了风机的紊流噪声,进一步比较了两种方案的优劣;以定常计算为基础,采用大涡模拟(LES)进行非定常计算,获取叶片表面压力脉动等流场信息,结合LMSVirtual.LabAcoustics噪声分析软件对叶片表面、旋转区管道及风机远场进行气动噪声预测,比较了远场测点处噪声声压级的预测值及试验值。为风机的噪声预测研究提供了经验和方法。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

2风机流场数值模拟及气动噪声理论

2.1风机流场数值模拟理论

2.2 风机气动噪声理论

2.3 本章小结

3 弯掠风机及T35原机数值模拟与试验

3.1弯掠风机不同安装结构的性能试验分析

3.2 现有机型数值模拟及试验验证

3.3 叶片改型设计思想

3.4 本章小结

4 叶片改型设计及结果分析

4.1 叶片改型设计方案

4.2 数值模拟结果

4.3 内部流场分析

4.4 筛选结果及试验验证

4.5 本章小结

5 风机气动噪声预测

5.1 风机气动噪声预测方法

5.2 风机紊流噪声预测

5.3 风机旋转噪声预测

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献

附录 作者硕士期间发表的论文和参与的课题